Rikkauksia kallioperästä – nikkelin tarina
Herätkää!-lehden Kanadan-kirjeenvaihtajalta
KESKIAJALLA alkemisti uneksi, että hän voisi jonakin päivänä muuttaa raudan hopeaksi ja lyijyn kullaksi. Taiat ja salaiset kaavat olivat hänen työvälineitään. Nykyajan teknologia on korvannut nämä tieteellä ja uskalluksella ja karkottanut alkemistin unohdukseen. Samanaikaisesti siitä, mitä pidettiin aiemmin käytännöllisesti katsoen arvottomana kivenä, on teknologian avulla saatu käyttökelpoisia aineita ja valtavia rikkauksia.
Maan päällä on harvoja, jos lainkaan, sellaisia paikkoja, joissa tämä on ilmeisempää kuin Sudburyn nikkelikaivosalueella Ontarion provinssissa Kanadassa, seudulla joka kuuluu rikkaimpiin ihmisen tuntemiin mineraaliesiintymiin.
Malmiesiintymien alkuperä
Koetettuaan vuosia ratkaista tämän rikkauksien suuren aarreaitan ynnä sen ainutlaatuisten geologisten muodostumien ja pinnanmuodostukseen liittyvien epätavallisten piirteiden alkuperän arvoitusta monet geologit hyväksyvät nykyään teorian, jolle kenttä- ja laboratoriotutkimus tarjoavat tukea. He uskovat rikkaan Sudburyn laskeuman, joksi geologit ovat nimittäneet sen, edustavan todellisuudessa suunnattoman kraatterin jäännöksiä, jonka jättimäinen meteoriitti räjäytti maan kuoreen. He arvioivat meteoriitin olleen läpimitaltaan kolmesta viiteen kilometriä ja iskeytyneen maahan voimalla, joka oli 200000 kertaa suurempi kuin Hirošimaan Japaniin pudotetun atomipommin räjähdyksen voima.
Se, että Sudburyn laskeuman ympärillä on kauttaaltaan pirstoutumiskartioita, näyttää tukevan iskuteoriaa. Sille on luonteenomaista kallioperän läpi kulkeneiden suunnattomien paineaaltojen aiheuttamien murtumien eriskummallinen kartiomainen muoto, mikä on tyypillistä meteoriittien iskeytymiskohdille. Geologit ovat todenneet, että Sudburyn laskeumassa on enemmän kartioiksi pirstoutunutta kalliota kuin missään muualla maapallolla. Tämä geologinen erikoisuus muistuttaa siinä määrin kuun pinnan vastaavaa erikoisuutta, että vuosien 1971 ja 1972 Apollo-lentojen amerikkalaiset astronautit, jotka valmistautuivat laskeutumaan kuuhun tutkiakseen sen geologisia ominaisuuksia, harjoittelivat jonkin aikaa Sudburyn alueella.
Geologit uskovat nykyään, että meteoriitin törmäyksen jälkeen sulaa kiveä tihkui ylös maan vaipasta tuoden nikkeli- ja kuparimineraaleja sisältäviä keskittymiä pirstoutuneeseen kuoreen. Siinä ne jäähtyivät ja kovettuivat suunnattomiksi malmimassoiksi, jotka pysyivät tuntemattomina ja piilossa viime aikoihin asti.
Löytyi sattumalta
Sudburyn laskeuman malmi löydettiin itse asiassa sattumalta. Elokuussa 1883 alueella olevat rautatien rakennusmiehistöt räjäyttivät ratalinjaa kiintokallion läpi. Muuan valpas seppä löysi sellaista, mikä osoittautui kupari- ja nikkelipitoiseksi malmiksi. Kertomukset tärkeistä kuparilöydöistä alkoivat heti kiertää, ja malminetsijät ryntäsivät alueelle paaluttamaan malminvaltauksia.
Useita kaivoksia pantiin alulle, mutta monista tuntui siltä, että ne olisivat lyhytikäisiä. Silloin yleisesti käytetyllä sulatusmenetelmällä tästä malmista ei saatu puhdasta kuparia, vaan kuparia, jonka seassa oli melkoisesti nikkeliä. Nikkelille oli siihen aikaan vähän käyttöä, ja sen kysyntä oli vähäistä. Sitä tosiaan pidettiin siihen aikaan pikemminkin hankalana kuin arvokkaana metallina, koska kuparin erottaminen siitä silloin tunnetuilla menetelmillä oli vaikeaa ja kallista. On mielenkiintoista, että nikkeli sai nimensä alun perin tämän seikan ansiosta.
Runsaat 200 vuotta sitten saksilaiset kaivosmiehet koettivat sulattaa sellaista, minkä he luulivat olevan kuparimalmia, mutta odotetun kuparin asemesta tuloksena olikin jotakin tuntematonta valkoista metallia. Koska he olivat taikauskoisia ja uskoivat loitsuihin ja noituuteen, he päättelivät, että Saatana oli noitunut heidän kaivoksensa. Niinpä he antoivat uuden metallin nimeksi Kupfernickel, ’paholaisen kupari’. Vuosien vieriessä se tuli tunnetuksi yksinkertaisesti ”nikkelinä”.
Sudburyssa aloitetun uuden kaivostyön menestyksekäs laajentuminen näytti riippuvan täysin metallurgisten ongelmien ratkaisemisesta, jotka liittyivät kuparin taloudelliseen erottamiseen nikkelistä. Kukaan ei siihen aikaan tiennyt paljoakaan sellaisesta menetelmästä, ja sellaisen kehittämiseen oli ollut vähän innostusta. Nikkelin kokonaiskäyttö oli maailmassa melko merkityksetöntä, sillä sitä käytettiin enimmäkseen vain nikkelirahoissa ja nikkelöintiin. Uusien kaivosten tulevaisuus ei siksi näyttänyt valoisalta. Niissä oli valtavat määrät malmia, joka sisälsi runsaasti sellaista metallia, jota varten ei ollut toistaiseksi olemassa tyydyttävää sulatus- ja erotusmenetelmää. Eikä valmiille tuotteelle ollut myöskään merkittävää menekkiä.
Uusi menetelmä keksitään
Huomattavan koetoiminnan avulla saatiin selville, että kahden metallin erotus voitaisiin toteuttaa taloudellisesti lisäämällä malmiin natriumsulfaattia sen sulatuksen aikana. Kiusallinen ongelma oli ratkaistu. Se tuli olemaan monia vuosia yleinen kanadalainen menetelmä, jolla Sudburyn erikoisia malmeja käsiteltiin. Se oli todellinen teknologinen suursaavutus, joka avaisi oven kokonaiselle uudelle teollisuuden haaralle, mikä tuottaisi lopulta sellaista vaurautta ja hyötyä, mitä ei edes kuviteltu siihen aikaan.
1900-luvulle siirryttäessä pohjoisamerikkalainen nikkeliteollisuus keskittyi enimmäkseen kahteen yhtiöön, joista toisella oli valtavat malmivarat raaka-aineena ja toisella tyydyttävä metallien erotusmenetelmä. Yhdistymisen tarve oli ilmeinen.
Vuonna 1902 alkaneiden perättäisten sulautumien ja osakkeiden vaihdon avulla syntyi jättimäinen teollisuusyhtiöiden muodostama kokonaisuus, joka tunnetaan nykyään nimellä International Nickel Company of Canada, Limited, tai Inco Limited. Nykyään se on Kanadan suurin kaivosyhtiö ja maailman suurin nikkelin tuottaja, joka toimittaa vuosittain kymmeniä tuhansia tonneja nikkeliä. Incon tutkitut malmiesiintymät ovat noin 400 miljoonaa tonnia. Sen moninaisista malmeista saadaan peräti viittätoista alkuainetta, mukaan luettuina tuntuvat määrät sellaisia arvokkaita metalleja kuin kultaa ja platinaa. Se omistaa yhdeksäntoista kaivosta Kanadassa ja sillä on edustus lähes kahdessakymmenessä maassa.
Lähempänä nykyaikaa toiset yhtiöt ovat aloittaneet nikkelikaivostoiminnan, ja se on lisännyt tämän metallin tuotantoa maailmanlaajuista käyttöä silmällä pitäen. Suurimpia on Falconbridge Mines, Limited, joka muodostettiin vuonna 1928 osakeyhtiöksi kehittämään kuuluisan amerikkalaisen keksijätiedemiehen Thomas Alva Edisonin vuosia aiemmin tutkimaa kaivosta. Hän ei ollut kyennyt voittamaan eräitä teknisiä ongelmia ja oli luopunut hankkeesta. Mutta Falconbridge onnistui siinä, ja Incon tavoin se on nykyään kansainväliset puitteet omaavan kaivos- ja teollisuusimperiumin sydän. Se on Sudburyn alueen toiseksi suurin työnantaja.
Tutkimustyö lisää menekkiä
Vakaan menekin varmistamiseksi kasvavalle tuotannolleen nikkelin tuottajat käyttävät jatkuvasti paljon rahaa tutkimustyöhön yhä useampien kayttötarkoitusten löytämiseksi nikkelille. Sitä ei enää pidetä kuparinlouhijoiden kiusankappaleena, vaan sitä kutsutaan usein ”ihmemetalliksi”. Nikkeliä käytetään käytännöllisesti katsoen kaikissa teollisuuden haaroissa, joita joku voisi luetella.
Nikkelin tärkein arvo on sen seostuvuudessa. Siksi sitä käytetään harvoin puhtaassa muodossaan. Tavallisesti toisiin metalleihin lisätään vaihtelevat määrät nikkeliä, mikä antaa niille nikkelin ainutlaatuisina ominaisuuksina kauniin, kestävän kiillon, lujuutta ja syöpymisen ja lämpötilan kestävyyttä. Nykyään käytetään yleisesti yli 3000:ta nikkeliseosta nimikkeissä, jotka ulottuvat ruostumattomasta teräksestä valmistetuista pesualtaista avaruusaluksiin.
Suihkumoottoreissa käytetyt nikkelipitoiset superseokset mahdollistavat ääntä nopeamman matkustajaliikenteen. Nikkeliä käytettiin runsaasti Apollo 11 -avaruusaluksen monissa ratkaisevan tärkeissä osissa, mikä osaltaan mahdollisti ensimmäisen miehitetyn aluksen laskeutumisen kuuhun vuonna 1969. Kuussa on yhä nikkelistä ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu laatta, jonka astronautit asettivat sinne merkiksi ihmisen ensimmäisestä vierailusta avaruudessa sijaitsevalle taivaankappaleelle.
Tämän mielenkiintoisen metallin kysyntä kasvaa myös rakennustoiminnassa rakennusten tullessa yhä korkeammiksi. Eräällä rakennuspalkkeja varten kehitetyllä nikkeliterässeoksella on tavanomaisten palkkien lujuus, mutta sen paino on ainoastaan neljännes niiden painosta.
Rahanlyönti on yhä merkityksellisemmäksi käyvä esimerkki nikkelin käytöstä puhtaassa muodossaan. Esimerkiksi Kanadassa yhden sentin kolikkoa lukuun ottamatta kaikki kolikot tehdään puhtaasta nikkelistä. Lähes kaikissa muissa maissa käytetään tätä metallia metallirahoissa joko puhtaassa muodossaan tai seostettuna jonkin toisen metallin kanssa. Yksi syy siihen, miksi valtiot siirtyvät nikkelirahoihin, on se, että nikkelikolikot kestävät kauemmin – osoitus tämän metallin sitkeydestä ja kulumiskestävyyteen liittyvistä ominaisuuksista.
Vaikutus ympäristöön
Monien Sudburyssa ja sen välittömässä ympäristössä vierailevien kuullaan arvostelevan sitä, miten kivikkoista ja karua alue näyttää olevan. He sanovat usein, että se muistuttaa kuun pintaa. Se on todella ”erilaista”, sillä suuri osa maan pinnasta on arpista ja lohduttoman näköistä. On saatu maksaa kallis hinta etsittäessä rikkauksia maan peruskalliosta. Tulee kuitenkin huomata, ettei maaseudun paljaaksi riisuminen ollut yksinomaan kaivosyhtiöiden syytä. Monia vuosia ennen kaivostoiminnan alkua metsänhakkuut alkoivat muuttaa metsän peittämiä kumpuja käytännöllisesti katsoen autiomaaksi. Sen jälkeen kun metsurit olivat hakanneet pois mahtavat mäntymetsät, malminetsijät tulivat tilalle ja polttivat – joskus umpimähkään – hakkuujätteet ja ohuen ruokamullan paljastaakseen alla olevan peruskallion ja helpottaakseen mineraaliesiintymien etsimistään.
Myöhemmin rikkaita malmeja pasutettiin ulkosalla miiluissa lähellä Copper Cliffiä Ontariossa. Niissä syntyvää ilmaasaastuttavaa rikkidioksidia tuprusi kaikkialle maaseudulle tuhoamaan jäljellä olevat puut ja kasvillisuuden. Sitä seurannut maan syöpyminen aiheutti täydellisen autioitumisen vuoteen 1920 mennessä. Noiden usein vastuuttomien aikojen jälkeen parantunut teknologia ja suurempi tietoisuus ympäristön suojelun ja säilyttämisen tarpeesta ovat johtaneet siihen, että myrkyllisten jätteiden päästö ympäristöön on vähentynyt. Valtion viranomaiset ovat nykyään asettaneet rajoituksia tällaisille päästöille.
Sudburyn alueen silhuettikuvaa nykyään hallitseva Inco-yhtiön mahtava savupiippu on kouriintuntuva osoitus tällaisesta ympäristön suojelua ja kohentamista kohtaan tunnetusta mielenkiinnosta. Tämä ”superpiippu”, johon on käytetty 16000 kuutiometriä betonia ja joka kohoaa 381 metrin korkeuteen, edustaa sadan miljoonan markan arvoista sijoitusta. Se rajoittaa maan pinnan tasolle keskittyvän rikkidioksidin määrän mahdollisimman pieneksi pitämällä kaasuja korkealla niin kauan kuin mahdollista ja miedontamalla niitä vaakatasossa ja pystysuunnassa tapahtuvan hajaantumisen avulla. Kaasut johdetaan piippuun lähes kilometrin pituisen teräsputkiston kautta. Se tapahtuu noin 90 kilometrin tuntinopeudella lämpötilan ollessa korkeimmillaan 390 astetta.
Todisteena saastumisen vähentämiseen ja vahingoittuneiden alueiden kohentamiseen tähtäävien erilaisten toimenpiteiden tehokkuudesta voidaan nähdä, miten monilla sadoilla hehtaareilla, jotka aiemmin olivat valtavia jätetuotteiden kaatopaikkoja, kukoistaa nykyään ruoho ja ruis. Hyönteisiä ja eläimiä palaa, samalla kun hanhien ja ankkojen voidaan nähdä käyttävän pieniä lammikoita näkömatkan päässä sulattoalueista. On erinomaista nähdä ihmisten ponnistelevan Jumalan antaman luonnon kauneuden säilyttämiseksi korvaukseksi maan rikkauksien tuomista aineellisista eduista.
Yhä useampien nikkeliä ja siihen yhdistyneitä metalleja tuottavien kaivosten käyttöönotolla oli suuri vaikutus sekä täkäläisiin ihmisiin että ympäristöön. Jotkin nikkelille kehitetyistä monista käyttötarkoituksista ovat rikastuttaneet miljoonien ihmisten elämää kautta maailman. Onko maankuoren kallioissa vielä muita fysikaalisia ja kemiallisia salaisuuksia? Aika näyttää sen.