Come si è formato l’enorme giacimento di litio negli USA e perché può valere fino a 1500 miliardi

Gli Stati Uniti potrebbero possedere uno dei più grandi, se non il più grande, giacimento di litio al mondo: si tratta della caldera di McDermitt, la cui quantità di litio stimata va dalle 10 milioni di tonnellate (paragonabile al più grande giacimento attualmente conosciuto, il Salar de Uyuni in Bolivia) fino a stime più speculative che ipotizzano addirittura 20-40 milioni di tonnellate. Se queste stime venissero confermate, la caldera di McDermitt potrebbe rappresentare una svolta strategica nella produzione di questa risorsa negli USA. Oggi, quasi tutta la produzione mondiale di litio si concentra principalmente in quattro Paesi, ovvero Australia, Cile, Cina e Argentina: le cose, però, potrebbero cambiare.

La caldera McDermitt e il suo riempimento

Il litio in questione si trova all’interno di sedimenti lacustri – quindi depositati sul fondo di un lago – presenti all’interno della caldera di McDermitt. Si tratta dei resti di un antico centro vulcanico eruttivo che oggi si estende per circa 40 km in lunghezza e fino a 30 km in larghezza nella porzione nord-occidentale degli Stati Uniti d’America, a cavallo tra gli stati dell’Oregon e del Nevada. La caldera e il suo riempimento si sono formati durante l’epoca geologica nota come Miocene, in un periodo di tempo compreso tra i 17 e i 15 milioni di anni fa (Ma). Circa 16,3 Ma, oltre 1000 km³ di magma a composizione riolitica – quindi ricco in silice e, in questo caso, particolarmente ricco in litio – furono eruttati violentemente, provocando il rapido svuotamento della camera magmatica e il conseguente collasso strutturale, con la formazione di una caldera.

Circa il 50-85% del materiale prodotto durante l’eruzione si accumulò all’interno della caldera, raggiungendo localmente spessori anche superiori ai 1000 m. A testimonianza dell’estrema violenza dell’evento eruttivo, i prodotti piroclastici associati sono stati rinvenuti fino a distanze di circa 80 km dal margine della caldera. Successivamente all’eruzione, la caldera di McDermitt venne occupata da un lago vulcanico, all’interno del quale si accumularono oltre 200 m di depositi lacustri fino ad almeno 15,7 milioni di anni fa. Tra questi depositi si riconoscono livelli, talvolta lenticolari, di argille-tufacee costituite principalmente da minerali quali smectiti e illiti, che ospitano al loro interno elevate concentrazioni di litio.

Come è arrivato il litio all’interno delle argille

Secondo gli esperti, successivamente all’eruzione e alla formazione del lago, fluidi idrotermali – ovvero fluidi caldi presenti nel sottosuolo e ricchi di minerali disciolti – avrebbero lisciviato, cioè progressivamente sottratto il litio dal vetro vulcanico e depositi piroclastici depositati nel riempimento della caldera. Questi fluidi avrebbero poi trasportato il litio verso l’alto, risalendo attraverso sistemi di fratture e faglie, fino a raggiungere i sedimenti lacustri saturi d’acqua. Il litio sarebbe stato inizialmente inglobato nei minerali di smectite nel corso della loro formazione.

Successive interazioni con fluidi idrotermali più caldi avrebbero poi innescato processi di alterazione della smectite, trasformandola in un’altra argilla, l’illite – un processo noto come illitizzazione – capace di trattenere quantità di litio significativamente maggiori all’interno della propria struttura cristallina. Si tratta di processi e trasformazioni chimiche ben documentate nel record geologico. Inoltre, la presenza di fluidi caldi in risalita in questa regione non è una sorpresa. Fenomeni analoghi sono infatti ampiamente osservati in aree limitrofe, tra cui lo stesso supervulcano Yellowstone.

Il più grande giacimento di litio al mondo: fino a 40 milioni di tonnellate stimate

Non è ancora del tutto chiaro quanto litio sia effettivamente presente nelle rocce sedimentarie presenti all'interno della caldera di McDermitt. Alcune estrapolazioni regionali, discusse in uno studio pubblicato nel 2020 sulla rivista Minerals, stimano un contenuto iniziale di litio compreso tra 22,4 e 40 milioni di tonnellate (Mt). Si tratta tuttavia di una valutazione molto grossolana. Al contrario, in una porzione più limitata e meglio investigata della caldera, le compagnie Lithium Nevada e Jindalee Resources hanno stimato un contenuto di circa 7,8 Mt di litio. In uno studio più recente, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Science Advances, analisi geochimiche condotte su campioni provenienti dal sito di Thacker Pass, nella porzione meridionale della caldera, indicano concentrazioni medie di litio pari a circa 5.100 parti per milione (ppm) all’interno delle smectiti e concentrazioni fino a 18.000 ppm nelle illiti. Complessivamente, il contenuto di litio nei campioni argillosi analizzati sarebbe compreso tra l’1,3% e il 2,4% in peso.

Nonostante le incertezze associate a tali valutazioni, gli autori suggeriscono che i sedimenti della caldera di McDermitt potrebbero contenere quantitativi di litio paragonabili, se non addirittura superiori, ai circa 10,2 Mt stimati nelle salamoie del Salar de Uyuni, in Bolivia, a lungo considerato il più grande deposito di litio al mondo. Nel sito di Thacker Pass, in particolare, una quantità significativa di argilla ad alto tenore di litio è sufficientemente vicina alla superficie da consentire l'estrazione a cielo aperto.

Gli aspetti socioeconomici per gli Stati Uniti

Il litio è oggi una risorsa primaria fondamentale per i settori della tecnologia, dell’informatica e delle energie rinnovabili. Qualora le ipotesi quantitative venissero confermate, la risorsa contenuta nella caldera di McDermitt potrebbe raggiungere un valore economico superiore a 1.500 miliardi di dollari statunitensi, oltre a poter essere considerata, per dimensioni complessive, il più grande giacimento di litio al mondo. Nel contesto economico globale, e alla luce di alcune stime secondo cui la domanda mondiale di litio potrebbe raggiungere un milione di tonnellate annue entro il 2040, un giacimento così esteso e concentrato all’interno di un singolo bacino come quello di McDermitt potrebbe consentire agli Stati Uniti di assumere un ruolo di primo piano nella produzione di litio oltre che a rafforzare l’avanzamento e sviluppo delle industrie nazionali basate sul suo utilizzo.

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