Bạn có biết điện thoại, máy tính sẽ "tuyệt chủng" nếu thiếu đất hiếm?

Trên Trái Đất này, vẫn còn những thứ có lẽ xứng đáng mang biệt danh “quý hơn vàng”. Đó là “đất hiếm”, những kim loại quý giá trong lòng Trái Đất.

Đất hiếm là gì và chúng có xứng đáng với tên gọi của mình?

Chúng là một nhóm 17 nguyên tố hóa học được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thiết bị điện tử như trong sản xuất tivi, điện thoại di động, máy tính xách tay hay thậm chí cả trong thuốc điều trị ung thư. Ngành công nghiệp hạt nhân hay sản xuất vũ khí cũng cần những loại kim loại này. Là những chất có tính dẫn điện và từ tính tốt, chúng làm cho công nghệ trong tay ta nhanh hơn, mạng hơn và nhẹ nhàng hơn nhiều.

Nguyên tố đất hiếm Dysprosi.

Nếu không nhờ những loại đất hiếm ấy, máy tính của chúng ta sẽ to như cả một căn phòng vậy. Thay vào đó, ta có được những cỗ máy mạnh như một chiếc máy tính nằm trong lòng bàn tay, đó là chiếc smartphone.

Những năm gần đây, người ta lo sợ rằng trữ lượng đất hiếm trên thế giới sẽ thuyên giảm. Nỗi sợ ấy đã khiến cuộc chạy đua khai thác đất hiếm giữa các nước như Mỹ, Trung Quốc và Brazil trở nên gay gắt. Một trong những mỏ khai thác lớn nhất thế giới hiện nằm tại Trung Quốc. Với tên gọi “thủ đô đất hiếm thế giới”, ước tính rằng mỏ này còn có thể được tiếp tục khai thác trong 50 năm nữa. Các nhà khoa học đang nhắm tới những địa điểm khai thác mới như rừng rậm Amazon, hay thậm chí những thiên thạch nằm trong Hệ Mặt Trời.

Mỏ Bayan Obo tại Trung Quốc.

Dù vậy, không như tên gọi của chúng, đất hiếm lại không hiếm tới mức đó. Chúng được phân tán rộng rãi trong lớp vỏ Trái Đất, “bạn có thể đi đào những vùng đấy quanh bờ sông Charles tại Boston cũng có thể tìm thấy dấu vết của đất hiếm”, theo như nghiên cứu của Michelle Klinger, phụ tá giáo sư tại Đại học Boston.

Thậm chí, theo nghiên cứu ấy, đất hiếm có thể chiếm tới 20% nguyên tố tự nhiên, thậm chí nhiều gấp 2 lần lượng nguyên tố đồng trong vỏ Trái Đất.

Và chúng ta không khai thác đất hiếm nhanh và nhiều như đồng. Bởi lẽ đất hiếm sử dụng trong công nghệ cũng như bột baking soda trong làm bánh ngọt vậy: chỉ cần một lượng nhỏ cũng làm thành một mẻ lớn rồi. Và theo như báo cáo năm 2014, lượng đất hiếm được tiêu thụ chỉ là 120.000 tấn, một con số không đáng kể so với 22 triệu tấn đồng được sử dụng.

Quặng đất hiếm.

Nhưng điều dấy lên lo ngại là mật độ phân phối của đất hiếm. Chỉ có một nước duy nhất sản xuất lượng lớn đất hiếm cho thị trường, đó là Trung Quốc với mỏ Bayan Obo khổng lồ. Nhưng dù trữ lượng có lớn đến mấy thì một ngày nào đó, mỏ cũng sẽ hết.

Đất hiếm và công cụ xung đột trong lịch sử loài người

Gần như ngay khi mới được phát hiện, đất hiếm đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày và cả trong quân sự. Những năm 1880, nguyên tố xeri được sử dụng để tạo nên đá lửa, được sử dụng rộng rãi trong chế tạo bật lửa, xe ô tô và cả vũ khí. Tiến bộ công nghệ đi kèm với việc cần nhiều hơn và đa dạng hơn các loại đất hiếm, và nghiễm nhiên, chúng trở thành một phần của chính trị và chiến tranh.

Khi mà nguồn cung cấp đất hiếm từ Scandinavi không còn đủ cho châu Âu, những nước này bắt đầu mở rộng tìm kiếm sang các nước khác qua hình thức xâm lược. Đất hiếm trở nên quan trọng bởi lẽ vào thời điểm Thế Chiến Thứ Nhất, tầm quan trọng của xeri trong sản xuất ngòi nổ và thuốc nổ là không thể thay thế.

Ngòi nổ được dùng trong Thế Chiến Thứ Nhất.

Giữa thế kỷ 20, đất hiếm được sử dụng vào một vũ khí hiện đại hơn nhiều: neodymi được sử dụng trong công nghệ tên lửa xuyên lục địa và vũ khí định hướng bằng laser, samari được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân. Và lúc ấy, cuộc đua giành quyền kiểm soát đất hiếm bắt đầu.

Năm 1948, Ấn Độ dừng xuất khẩu nguồn năng lượng hạt nhân; những quặng giàu đất hiếm và nguyên tố thorium. Mỹ lúc ấy đã cố gắng thương lượng với Ấn Độ, trong nỗ lực tìm kiếm cho mình một đồng minh trong Chiến Tranh Lạnh nhưng Ấn Độ từ chối.

Mối lo lắng của chính phủ Mỹ về đất hiếm dịu đi khi vào năm 1949, một mỏ đất hiếm được phát hiện tại vùng núi Pass, California. Nhờ đó mà trong khoảng thời gian từ những năm 1960 tới những năm 1990, nước Mỹ là bá chủ trong sản xuất đất hiếm.

Mỏ đất hiếm tại núi Pass, California.

Nhưng vị thế bá chủ ấy sớm bị Trung Quốc lật đổ.

Những năm 1950, khi mà Trung Quốc và Liên Xô bắt tay cùng xây dựng quân đội, mỏ đất hiếm Bayan Obo nhận được rất nhiều khoản đầu tư, kế hoạch phát triển và ý kiến chuyên môn để xây dựng phát triển một nền công nghiệp đất hiếm khổng lồ nơi đây. Và dần dần, nơi đó trở thành “thủ đô đất hiếm thế giới”.

Những năm 1980, các công ty ở nhiều nơi trên thế giới bắt đầu liên kết với mỏ đất hiếm khổng lồ này, một phần để tiết kiệm chi phí khai thác và sản xuất, phần khác là để tránh những vấn đề môi trường nghiêm trọng mà việc khai thác đất hiếm mang lại.

Hiện trạng ô nhiễm tại khu vực khai thác đất hiếm ở mỏ Bayan Obo: một vùng rộng lớn đầy chất thải độc hại.

Vấn đề vi phạm những quy chuẩn về môi trường không phải là chuyện khó nhận thấy tại những mỏ khai thác đất hiếm. Chỉ trong khoảng thời gian 14 năm, từ 1984 đến 1998, đã có khoảng 60 vụ tràn chất thải được ghi nhận tại vùng khai thác tại núi Pass, California.

Đến năm 2000, việc khai thác đất hiếm tại núi Pass dừng lại hoàn toàn, do những ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng tại nơi đây và sự cạnh tranh gay gắt từ mỏ Bayan Obo tại Trung Quốc. Và từ sự đóng cửa của mỏ núi Pass, Trung Quốc tiến lên chiếm vị trí dẫn đầu trong ngành công nghiệp đất hiếm, trở thành đất nước khai thác và phân phối đất hiếm số một thế giới.

Năm 2010, Trung Quốc dừng xuất khẩu đất hiếm sang Nhật Bản sau những xung đột biên giới giữa hai nước. Đồng thời, dựa vào vị thế độc quyền, Trung Quốc đưa giá đất hiếm tăng vọt lên 2.000%

Hệ quả của điều này là việc hàng loạt nước khác bắt tay vào khắc phục “sự phụ thuộc vào đất hiếm Trung Quốc”,

Ngay sau khi Trung Quốc giảm thiểu xuất khẩu mặt hàng này và đẩy cao giá thành, nhiều nước khác đã bắt tay vào việc tự sản xuất đất hiếm và giảm thiểu việc sử dụng đất hiếm trong sản xuất. Cụ thể, mỏ đất hiếm tại California, Mỹ tái hoạt động và nhà máy tinh chế đất hiếm của Úc tại Malaysia đã giảm con số nắm giữ thị trường của Trung Quốc xuống còn 70%, theo thông số thống kê năm 2014.

Giá đất hiếm tăng đột ngột năm 2010 và rồi lại giảm trong 2 năm tiếp theo.

Ngày nay, căng thẳng giữa Mỹ và Trung Quốc còn có rất nhiều yếu tố khác, nhưng không thể phủ nhận rằng nguyên tố đất hiếm là một thứ dầu đổ vào chảo lửa đó.

Khai khoáng vũ trụ, một tia sáng mới trong ngành khai thác đất hiếm?

Nguồn đất hiếm trên Trái Đất có hạn, điều đó chắc hẳn đúng. Và nước Mỹ đang có những bước đi đầu tiên để kiếm tìm thứ kim loại này ở ngoài Trái Đất.

Tháng 11 năm 2015, Quốc hội Mỹ thông qua Đạo luật Vũ Trụ 2015, cho phép công dân có quyền khai thác và bán vật chất từ bên ngoài Trái Đất. Đạo luật này được ủng hộ bởi những công ty khai thác quặng ngoài Trái Đất và chính những công ty ấy cũng có động thái của riêng mình. Họ đã tiến hành phóng tàu vũ trụ thăm dò các thiên thạch trong không gian, nhằm tìm ra những nguồn đất hiếm kim loại khác hơn ngoài Trái Đất.

Khai khoáng trên vũ trụ là tương lai của việc khai thác đất hiếm?

Theo như nhiều người nhận định, Đạo luật Vũ trụ 2015 là một cố gắng kiểm soát không gian của Mỹ, và rằng Đạo luật này vi phạm Hiệp ước Vũ trụ được kí năm 1967, ghi rõ rằng “những thứ ngoài không gian là thuộc về loài người”. Hi vọng rằng các nước khác không coi Đạo luật này của Mỹ là một mối nguy tiềm tàng, bởi lẽ nó sẽ ít nhiều gây ra xung đột toàn cầu. Lý do hiển nhiên là cuộc đua lên vũ trụ vẫn đang tiếp diễn.

Lối đi nào để khắc phục vấn đề đất hiếm?

Một vấn đề khác đi kèm với việc khai thác đất hiếm, đó là hậu quả của chính việc khai thác ấy để lại. Điển hình nhất là nơi được gọi với cái tên “thủ đô đất hiếm thế giới”, mỏ Bayan Obo. Môi trường nơi đây bị hủy hoại nặng nề và điều đó không chỉ ảnh hưởng tới đất đai, cây cối và nguồn nước; nó ảnh hưởng trực tiếp tới những người dân phải sống gần những khu vực ấy, hít thở thứ khí độc ấy và dùng nguồn nước nhiễm chất thải từ khu khai thác, chế biến đất hiếm khổng lồ kia.

Có thể, bước đi đầu tiên của chúng ta trong việc khắc phục vấn đề đất hiếm là ngừng gọi chúng là “đất hiếm”. Bởi lẽ chính chữ “hiếm” ấy đã trở thành lý do xâm lược chiếm thuộc địa của châu Âu, đã là thành tố không thể thiếu trong Chiến Tranh Lạnh, là công cụ gián tiếp để các chủ nghĩa đối đầu nhau.

Ngành công nghiệp sản xuất đồ điện tử vẫn cần đất hiếm, nhưng chúng ta cần những biện pháp khắc phục những vấn đề tồn tại xung quanh thứ kim loại quý giá này, trước khi tính tới những lợi ích mà thứ kim loại ấy mang lại.