di Alessandro Pompei – Con l’espressione «terre rare» si identifica un gruppo di 17 elementi metallici: i 15 lantanidi, la serie collocata nel sesto periodo della tavola periodica, dal lantanio al lutezio, insieme a scandio e ittrio, accomunati da un comportamento chimico molto simile e dalla frequente compresenza negli stessi minerali. La loro unicità risiede nella peculiare configurazione degli orbitali 4f. Questi elettroni, protetti e schermati dagli strati più esterni dell’atomo, conferiscono agli elementi proprietà fisiche straordinarie e difficilmente sostituibili, tra cui un’eccezionale forza magnetica associata a un’elevata resistenza termica alla smagnetizzazione, oltre a proprietà ottiche ed elettroniche fondamentali per applicazioni quali laser, condensatori e semiconduttori.A dispetto del nome, tuttavia, le terre rare sono tutt’altro che scarse nella crosta terrestre. Il cerio, ad esempio, è più abbondante di metalli industriali comuni come il rame e il piombo. Elementi strategici per l’alta tecnologia come il neodimio sono centinaia di volte più diffusi dell’oro e perfino il tulio, uno dei lantanidi meno frequenti, presenta concentrazioni nella crosta terrestre superiori a quelle di elementi biologicamente essenziali come lo iodio. L’origine della definizione è storica e risale alla fine del Settecento e all’Ottocento, quando il termine «terre» indicava gli ossidi minerali refrattari e l’aggettivo «rare» rifletteva sia l’estrema difficoltà di isolarli e concentrarli chimicamente, a causa della loro somiglianza strutturale, sia la scarsità dei giacimenti allora conosciuti.L’attuale vulnerabilità occidentale è anche conseguenza delle dinamiche industriali avviatesi negli anni Ottanta, quando le restrizioni normative e gli elevati costi ambientali contribuirono alla progressiva dismissione di attività estrattive e di raffinazione in Occidente. L’estrazione e la lavorazione comportano infatti un severo impatto ecologico. Si va dalla lisciviazione in situ delle argille a scambio ionico mediante solfato d’ammonio, con conseguente acidificazione dei suoli, inquinamento da nitrati delle falde e possibile rilascio di metalli pesanti tossici, alla presenza di radionuclidi naturali come torio 232 e uranio 238 nei minerali duri di bastnäsite e monazite. Il drenaggio acido di miniera e i residui di lavorazione richiedono inoltre una gestione a lungo termine di vasti bacini di stoccaggio degli sterili.A queste criticità si aggiunge il cosiddetto «balance problem». I giacimenti presentano infatti i lantanidi secondo proporzioni geologiche determinate, nelle quali elementi leggeri molto abbondanti ma di valore relativamente basso, come cerio e lantanio, che possono costituire gran parte del totale estratto, generano notevoli eccedenze rispetto alla domanda degli elementi più critici e preziosi, come neodimio, disprosio e terbio.La separazione chimica, resa complessa dalla contrazione lantanidica che conferisce a questi elementi raggi ionici e proprietà chimiche molto simili, richiede processi di estrazione liquido liquido in cascata che possono comprendere centinaia di stadi e impiegare solventi organici ed estraenti organofosforati. Il processo può produrre grandi volumi di reflui acquosi ad alta salinità, contenenti composti organici e acidi minerali concentrati, tra cui acido cloridrico e acido nitrico, con notevoli difficoltà di neutralizzazione e conseguenti rischi di contaminazione delle risorse idriche.Per questa ragione, le recenti iniziative statunitensi volte a favorire il deep sea mining nelle acque internazionali, facendo leva anche sulla mancata ratifica della Convenzione delle Nazioni Unite sul diritto del mare, UNCLOS, da parte di Washington, difficilmente possono da sole risolvere la vulnerabilità della catena di approvvigionamento delle terre rare.I noduli polimetallici presenti nelle piane abissali del Pacifico, a profondità comprese generalmente tra 4.000 e 6.000 metri, sono costituiti essenzialmente da matrici di ossidi e idrossidi di manganese e ferro. Contengono anche terre rare, ma in concentrazioni generalmente molto inferiori rispetto a quelle dei giacimenti terrestri di roccia dura commercialmente sfruttati. La loro estrazione da matrici complesse comporterebbe quindi consumi chimici ed energetici rilevanti, oltre alla necessità di gestire ingenti quantità di scorie metallurgiche secondarie a fronte di rese relativamente limitate.Il principale interesse economico del deep sea mining risiede invece nel potenziale recupero di nichel, cobalto, manganese e rame, materie prime importanti per numerose tecnologie legate alla transizione energetica. Tuttavia, mentre per il rame i depositi terrestri rimangono generalmente più accessibili, per nichel e cobalto le risorse abissali, pur potenzialmente significative, restano vincolate agli elevati costi operativi delle attività sottomarine, alle incertezze del diritto internazionale e ai possibili gravi effetti sugli ecosistemi bentonici.Sul piano giuridico, la Zona internazionale dei fondali marini è sottoposta al principio del «Patrimonio comune dell’umanità» e amministrata dall’Autorità internazionale dei fondali marini, ISA. Lo stallo nell’approvazione di un codice minerario definitivo per lo sfruttamento commerciale e l’attivazione di meccanismi procedurali come la cosiddetta «regola dei due anni» hanno alimentato il confronto tra gli Stati favorevoli a una moratoria o a una pausa precauzionale e gli operatori interessati ad avviare le attività commerciali nonostante la persistente incompletezza dei dati sugli effetti ambientali.Le evidenze raccolte attraverso studi di monitoraggio di lungo periodo, tra cui l’esperimento DISCOL nel bacino del Perù e le campagne condotte nella zona di frattura Clarion Clipperton, mostrano che gli effetti delle perturbazioni dei fondali possono persistere per decenni e che il recupero delle comunità biologiche può essere estremamente lento. Particolarmente vulnerabili sono gli organismi dell’epifauna sessile associati al substrato duro, tra cui spugne esattinellidi, xenofiofori e coralli abissali. Poiché i noduli si formano attraverso processi di accrescimento estremamente lenti, su scale temporali di milioni di anni, la loro rimozione determina di fatto la perdita, su tempi ecologicamente rilevanti, di una delle poche superfici solide disponibili nel fango abissale.L’attività estrattiva determina inoltre la rimozione e il rimescolamento dello strato superficiale dei sedimenti, con conseguenze sulla biomassa bentonica e sulle comunità microbiche caratterizzate da metabolismi estremamente lenti e coinvolte nei cicli biogeochimici e nella trasformazione del carbonio organico nelle profondità oceaniche.Un ulteriore elemento di discussione riguarda il cosiddetto «dark oxygen», l’ossigeno oscuro. Recenti studi hanno avanzato l’ipotesi che i noduli polimetallici possano contribuire alla produzione di ossigeno in assenza di luce attraverso processi elettrochimici ancora oggetto di ricerca e dibattito scientifico. Se tale meccanismo fosse confermato e quantificato, la rimozione dei noduli potrebbe avere conseguenze finora non considerate sugli equilibri chimici e biologici all’interfaccia tra acqua e sedimento.A ciò si aggiunge l’impatto dei pennacchi di sedimenti. L’azione meccanica dei mezzi di raccolta può sollevare grandi quantità di particolato fine dal fondale, formando pennacchi bentonici che le correnti profonde possono trasportare al di fuori dell’area direttamente interessata dalle operazioni. La successiva sedimentazione può danneggiare gli organismi bentonici e interferire con gli apparati filtratori della fauna presente nelle aree circostanti.Un secondo problema riguarda il pennacchio di scarico prodotto dalle operazioni di separazione del materiale estratto. A seconda delle tecnologie utilizzate e della profondità dello scarico, il rilascio di acqua e particolato nella colonna d’acqua può determinare un aumento della torbidità, interferire con gli organismi pelagici e favorire la dispersione di metalli e altre sostanze associate ai sedimenti, con effetti sulla rete trofica marina ancora oggetto di valutazione.Infine, l’operatività prolungata di macchinari pesanti, veicoli sottomarini e sistemi di risalita introduce una nuova fonte di rumore antropico negli ambienti profondi. Le emissioni acustiche a bassa frequenza possono propagarsi per grandi distanze nell’oceano e interferire con la fauna marina. A queste si aggiunge l’illuminazione artificiale necessaria alle operazioni, introdotta in ecosistemi naturalmente caratterizzati dalla totale assenza di luce e i cui effetti sugli organismi abissali non sono ancora completamente conosciuti.