Metalli preziosi dal nucleo della Terra più vicini di quanto pensassimo

Come i metalli preziosi fuoriescono dal nucleo della Terra

Contrariamente alla credenza popolare, la Terra non è molto ricca di metalli, inclusi i metalli rari e preziosi come l’oro. Il problema è che la maggior parte degli elementi più pesanti è affondata nel nucleo durante la formazione del pianeta da un aggregato di asteroidi.

Di conseguenza, più del 99,999% delle riserve di oro e altri metalli preziosi della Terra si trovano sepolte sotto 3.000 km di roccia solida.

Per molto tempo si è ritenuto che questi minerali sarebbero rimasti intrappolati nel nucleo della Terra fino alla fine dei tempi. Tuttavia, un nuovo studio rivela che potrebbe non essere così.

Migliorando il metodo di rilevamento di un altro elemento, il rutenio, i ricercatori della Georg-August-Universität Göttingen (Germania), dell’Università di Bristol (Regno Unito), dell’Università di Edimburgo (Regno Unito) e della Colgate University (USA) hanno dimostrato che il materiale proveniente dal nucleo della Terra può fuoriuscire nel mantello e arrivare fino alla superficie del pianeta.

“Quando sono arrivati i primi risultati, ci siamo resi conto di aver letteralmente colto oro! I nostri dati hanno confermato che il materiale proveniente dal nucleo, inclusi oro e altri metalli preziosi, sta fuoriuscendo nel mantello terrestre sovrastante.”

Dr Nils Messling – Ricercatore presso l’Università di Göttingen

Hanno pubblicato la loro scoperta nella prestigiosa rivista Nature¹, con il titolo “Ru and W isotope systematics in ocean island basalts reveals core leakage”.

Come si sono formati il nucleo e il mantello della Terra

Durante i primi giorni del sistema solare, le particelle di polvere si aggregarono in innumerevoli asteroidi, i quali a loro volta si aggregarono in elementi sempre più grandi, formando i protopianeti che in seguito avrebbero dato origine ai quattro pianeti rocciosi (Mercurio, Venere, Terra e Marte).

Durante questo processo, i pianeti erano per lo più magma fuso, a causa dell’intenso calore generato dalle collisioni. Progressivamente, gli elementi più pesanti caddero nel nucleo per effetto della gravità, differenziandosi dal mantello. Successivamente, il pianeta continuò a ricevere più materiale dallo spazio, formando ulteriormente il mantello.

Fonte: SG Online

Fondamentale per lo studio discusso qui, il mantello mostrava una composizione molto diversa per alcuni isotopi di alcuni elementi, incluso il rutenio, a causa di questa formazione successiva con materiali differenti.

Come gli scienziati tracciano gli elementi del nucleo fino alla superficie

Rutenio: L’isotopo che racconta la storia del nucleo

Poiché il rutenio è per lo più intrappolato nel nucleo, e il rutenio-100 è più abbondante nel nucleo, il rilevamento di questo isotopo può dimostrare che il metallo proviene dal nucleo anziché dal mantello, normalmente fonte della maggior parte delle rocce di superficie a causa delle attività vulcaniche.

Un nuovo metodo, più preciso, per misurare la presenza del rutenio-100 è stato precedentemente sviluppato presso l’Università di Göttingen, consentendo questo studio.

Ciò è stato confermato studiando rocce molto antiche, come campioni dalla Groenlandia datati 3,7 miliardi di anni, prima che la separazione definitiva tra nucleo e mantello modificasse la composizione del rutenio-100.

Fonte: Nature

Ancora più interessante, sembra che almeno alcune isole vulcaniche mostrino rocce con un rapporto di rutenio-100 fortemente sbilanciato verso rocce che hanno ricevuto aggiunte dal nucleo.

Ciò non è vero per tutte le isole vulcaniche, poiché, ad esempio, i campioni della Riunione o delle Isole Galapagos non differiscono dalle rocce che originano esclusivamente dal mantello.

“Ora possiamo anche dimostrare che enormi volumi di materiale del mantello super-riscaldato – diverse centinaia di quadrilioni di tonnellate metriche di roccia – originano al confine nucleo-mantello e risalgono alla superficie della Terra per formare isole oceaniche come le Hawaii.”

Professore Matthias Willbold – Professore presso l’Università di Göttingen

Perché il tungsteno supporta l’ipotesi della fuoriuscita dal nucleo

Il tungsteno, o wolfram (da cui il simbolo W per questo elemento), è un altro metallo pesante per lo più situato nel nucleo della Terra.

Qui gli scienziati hanno studiato una metrica chiamata μ182-W (deviazione in parti per milione (ppm) del rapporto 182W/184W rispetto allo standard terrestre). Ma misurare quale tipo di isotopo del tungsteno è presente nel campione chiarisce come i minerali del nucleo si siano mescolati con il magma del mantello per formare le rocce vulcaniche delle isole Hawaii.

Questo rapporto isotopico dimostra chiaramente che il tungsteno rilevato non proviene dalla decomposizione dell’afnio, un’altra potenziale fonte di tungsteno nel mantello.

Una nuova teoria spiega come gli elementi del nucleo raggiungono la superficie

Dalla variazione della composizione del tungsteno, gli scienziati hanno dedotto un meccanismo precedentemente sconosciuto: intorno al nucleo della Terra si è formato un dominio esterno del nucleo ricco di ossigeno.

Nel tempo, la cristallizzazione di ossidi ricchi di metallo attraverso il raffreddamento secolare del nucleo intrappola parte del tungsteno.

“Se questi processi che osserviamo oggi siano stati operativi anche in passato resta da dimostrare. I nostri risultati aprono una prospettiva completamente nuova sull’evoluzione della dinamica interna del nostro pianeta.”

Dr Nils Messling – Ricercatore presso l’Università di Göttingen

Perché questa scoperta è importante per l’estrazione e l’industria

Non si tratta solo di una ricerca accademica. Molti degli elementi presenti nel nucleo sono o di altissimo valore, come l’oro, o molto utili nella società moderna, come, ad esempio, il tungsteno, un metallo ultra-duro usato nei semiconduttori, negli utensili industriali, nell’aerospazio, nelle armi e nei motori.

Scoprire che alcuni di questi metalli provengono dal nucleo della Terra cambia radicalmente la prospettiva dei geologi su come si formano tali depositi e su come gli strati più profondi del nostro pianeta possono interagire con la superficie.

A sua volta, ciò potrebbe modificare il modo in cui le compagnie minerarie conducono l’esplorazione di questi elementi rari. Per esempio, analizzare il contenuto di rutenio delle rocce di una regione potrebbe rivelare la presenza di intrusioni del nucleo terrestre, aumentando radicalmente le probabilità di trovare più elementi pesanti nello stesso luogo.

Considerazioni finali: Perché la scienza nucleo-mantello è importante

Questo tipo di studio può sembrare un po’ astratto e di interesse puramente scientifico all’inizio. Tuttavia, comprendere come si è formato il nostro pianeta e come alcune parti del nucleo terrestre possono riemergere può aiutarci a trovare più di questi metalli importanti.

Ciò potrebbe anche cambiare il nostro modo di comprendere la geologia di altri pianeti, soprattutto Marte e Venere, che sono in qualche modo simili alla Terra. Se una rinascita degli elementi del nucleo è possibile sulla Terra, potrebbe esserlo anche su altri pianeti.

Poiché stiamo valutando potenziali colonie marziane nei prossimi decenni, potrebbe essere di grande interesse sapere se alcune delle risorse metalliche del nucleo del pianeta potrebbero essere molto più facili da accedere rispetto a quanto si pensasse, soprattutto considerando che Marte possiede i più grandi vulcani del sistema solare, con un profilo simile a quello dei vulcani delle Hawaii.

Investire negli elementi del nucleo terrestre

Almonty Industries

Tra gli elementi del nucleo terrestre, uno dei più utili e meno conosciuti dagli investitori è il tungsteno. Questo metallo molto resistente è importante per una vasta gamma di industrie ad alta tecnologia. È attualmente prodotto quasi esclusivamente in Cina e Russia.

Abbiamo approfondito il caso di investimento per il tungsteno nel rapporto di ottobre 2024 “Tungsten – The Secret High-Tech Metal”.

Almonty Industries è un’azienda mineraria di tungsteno che attualmente estrae principalmente da una miniera in Portogallo, in attività da 125 anni.

L’azienda ha lavorato all’espansione della miniera portoghese e possiede depositi non sviluppati in Spagna.

Fonte: Almonty

Il progetto più importante dell’azienda è lo sviluppo in corso di una nuova miniera a Sangdong, in Corea del Sud. La miniera contiene più risorse inferite rispetto a tutti gli altri suoi depositi combinati.

Fonte: Almonty

Essendo uno dei pochi produttori attivi di tungsteno nei paesi occidentali, Almonty è un fornitore strategico chiave per l’industria della difesa. Pertanto è un’azienda importante per ridurre la dipendenza dalle forniture cinesi.

La posizione della miniera di Sangdong la rende un fornitore perfetto per l’industria della difesa, con la Corea del Sud un nuovo gigante nella produzione di massa di equipaggiamento militare “a bassa tecnologia” come carri armati, artiglieria e munizioni (rispetto a jet da combattimento, portaerei, ecc., che richiedono meno tungsteno).

Mentre la Cina si prepara ad aprire una enorme miniera di tungsteno in Kazakistan, Almonty è pronta a “spostare sostanzialmente la politica legata all’approvvigionamento di tungsteno” quando la miniera Sangdong del Progetto Tungsteno Almonty Korea entrerà in funzione entro pochi mesi. Quando inizierà la produzione, sarà una delle più grandi miniere di tungsteno al mondo, rappresentando il 30% dell’offerta non cinese.

Lewis Black, direttore, presidente e amministratore delegato di Almonty Industries

Almonty dovrebbe iniziare a produrre tungsteno dalla miniera coreana all’inizio o a metà del 2025.

Grazie alla sua posizione strategica come praticamente l’unico grande fornitore in Occidente, ad Almonty è stato offerto un prezzo garantito da Plansee. Plansee è un produttore di metalli ad alte prestazioni e uno dei maggiori clienti di Almonty, nonché proprietario del 15% dell’azienda.

Il prezzo minimo garantito era di $235/MTU (unità di tonnellata metrica), senza soglia superiore. Poiché la miniera di Sangdong punta a costi di cassa di $110/MTU, ciò dovrebbe garantire virtualmente un’alta marginalità di profitto per il progetto.

Con una tempistica quasi perfetta tra la prossima apertura di Sangdong e una nuova guerra commerciale tra l’America di Trump e la Cina, il prezzo delle azioni ha reagito fortemente ed è aumentato del 40% in soli 2 giorni dopo l’annuncio della restrizione all’esportazione di tungsteno dalla Cina.

Studi citati:

^{1. Messling, N., Willbold, M., Kallas, L. et al. Sistematica isotopica di Ru e W nei basalto delle isole oceaniche rivela la fuoriuscita dal nucleo. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09003-0}