La société moderne repose sur des métaux comme le cuivre, l'or et le nickel pour des usages allant de la médecine à l'électronique. La plupart de ces éléments sont rares dans la croûte terrestre, leur exploitation nécessite donc le déplacement de vastes volumes de terre et de roche. Extraction de roches dures—appelée ainsi parce qu'elle fait référence à l'excavation de minéraux durs, pas des matériaux plus tendres comme le charbon ou les sables bitumineux - ont généré 600 milliards de dollars de revenus dans le monde en 2017.

L'administration Trump a relancé plusieurs propositions minières controversées qui étaient auparavant bloquées ou dans l'impasse. Ils comprennent la Pebble Mine en amont de la baie de Bristol en Alaska et la location autour de Boundary Waters Canoe Area Wilderness au Minnesota. Il a également approuvé une grande mine de cuivre dans le sud de l'Arizona, qui a ensuite été bloqué par une décision de la Cour fédérale.

J'étudie les paysages modifiés par l'homme, y compris les zones touchées par les mines. Les opérations minières sont des sources majeures de pollution de l'eau et peuvent causer des problèmes qui persistent pendant des générations. Leurs empreintes mondiales remodèlent également directement des portions importantes de la topographie de la Terre, laissant des traces indélébiles de la présence humaine.

Creuser profondément et large

Dans la plupart des endroits, concentrations de cuivre, l'or et d'autres éléments sont trop bas pour être extraits de manière rentable. Mais à certains endroits, ils se produisent dans des veines de mines, minéraux à haute concentration appelés minerais. La concentration économiquement viable d'un minerai dépend largement de son prix de marché. Le minerai d'or peut être viable à des concentrations aussi faibles que 0,0001 %, tandis que le cuivre devient non rentable en dessous de 0,5%.

Pour atteindre ces gisements sous terre, tunnel des mineurs, creuser des fosses à ciel ouvert ou gratter la surface de la Terre. Le choix de la technique dépend de facteurs tels que la consolidation du minerai, le cadre géologique et la profondeur du minerai.

Les mines profondes perturbent la plus petite quantité de terres de surface, mais sont intrinsèquement plus dangereux pour les mineurs. Loin sous la surface de la Terre, les équipages risquent constamment de rencontrer des vapeurs de gaz toxiques ou de l'air vicié sans oxygène vital. D'autres dangers incluent les tremblements de terre et les pannes d'équipement. En 2010, 33 mineurs chiliens ont passé plus de deux mois piégés sous terre dans une mine de cuivre-or après l'effondrement d'une rampe, mais ont finalement été sauvés.

L'accent international croissant mis sur la sécurité des mines et les changements dans la technologie et la qualité du minerai ont entraîné le passage de l'exploitation minière en profondeur aux mines à ciel ouvert ou aux mines à ciel ouvert, qui accèdent aux minerais à l'air libre. Les mines à ciel ouvert peuvent avoir jusqu'à trois quarts de mille de profondeur, mais couvrent généralement moins de 20 miles carrés. En revanche, les mines à ciel ouvert s'étendent généralement sur moins de 1, 000 pieds dans la croûte terrestre, mais peut s'étendre sur des centaines de kilomètres carrés.

Eaux acides

L'accès au minerai implique généralement le soufflage du substrat rocheux, le retirer du puits ou de la fosse et stocker les déchets à proximité après avoir extrait le minerai. Dans ces tas de roche meuble, connu sous le nom de tas de déblais, les minéraux bruts précédemment enfouis sont exposés à l'air ou à l'eau. Les composés riches en soufre de la roche réagissent avec l'oxygène et l'eau, produire de l'acide sulfurique, ce qui peut abaisser le pH des cours d'eau à proximité à des niveaux comparables au jus de citron ou au vinaigre.

Au pire ce processus, connu sous le nom de drainage minier acide, peut tuer la plupart des espèces aquatiques indigènes. Si le drainage acide atteint les eaux souterraines, il peut persister pendant des décennies ou des siècles et déclencher une cascade d'autres impacts qui altèrent la qualité de l'eau dans l'ensemble des réseaux fluviaux locaux.

Lorsque le drainage minier acide abaisse le pH d'un cours d'eau, d'autres métaux peuvent également commencer à fondre à partir de minéraux dans des tas de déblais, puits de mine ou sols adjacents, lessivage dans le sol et les eaux souterraines qui croisent ces zones. Cela crée des eaux avec des niveaux accrus de cadmium, le cuivre, plomb et autres métaux lourds, nuisibles aux insectes aquatiques, poisson et santé humaine.

Ces effets peuvent être transportés loin en aval et durer des générations. Les mines anciennes et abandonnées du monde entier ont nui à la qualité de l'eau bien après la fin de l'exploitation minière. Leurs impacts peuvent se traduire par des fuites lentes à long terme, ou sous forme de déversements soudains comme le déversement de Gold King en 2015 près de Silverton, Colorado, qui a rejeté trois millions de gallons d'eaux usées et de débris miniers dans la rivière Animas.

Selon le Government Accountability Office des États-Unis, il y en a au moins 161, 000 sites miniers de roches dures abandonnés dans l'ouest des États-Unis et en Alaska. Parmi ceux-ci, au moins 33, 000 ont contaminé les réserves d'eau ou laissé des tas de déchets miniers contaminés à l'arsenic.

Modifier la forme de la planète

Les opérations minières ont également laissé des milliers de kilomètres carrés de terres altérés. Dans certains cas, en particulier l'extraction minière au sommet des montagnes, des formes terrestres entières sont remodelées de façon permanente. Pendant des millénaires, la surface de la planète a été configurée par les processus géologiques lents du vent et de la pluie. En revanche, l'exploitation minière modifie la géologie même, topographie, l'hydrologie et l'écologie des sites en quelques années ou décennies.

Ces activités de terrassement représentent le genre d'effet qui a conduit de nombreux scientifiques de l'environnement à affirmer que notre planète est entrée dans une nouvelle ère géologique - l'Anthropocène - où les choix humains ont un plus grand impact sur la Terre que les processus purement naturels. L'évolution du paysage suit des cycles très lents, ces impacts topographiques et géologiques peuvent donc durer beaucoup plus longtemps que les effets de l'exploitation minière sur la qualité de l'eau. Et parce que les processus géologiques sont lents, les scientifiques ne savent pas comment ces paysages vont diverger ou converger dans leur évolution future.

Essentiel et rare

Comme les producteurs de pétrole et de gaz, les sociétés minières doivent composer avec le fait que les produits qu'elles recherchent sont rares, et des piscines facilement extractibles ont déjà été exploitées, entraînant une baisse de la qualité du minerai. Mais la demande pour ces métaux continue de croître.

L'énergie verte en pleine expansion nécessitera l'extraction de grandes quantités de métaux des terres rares pour alimenter les éoliennes, batteries de véhicules électriques et panneaux solaires. Téléphones portables, des ordinateurs, les objectifs d'appareil photo et d'autres produits contiennent également ces matériaux.

Les impératifs économiques poussent les entreprises à continuer à faire pression pour de nouvelles mines, aux États-Unis ou à l'étranger, où les contrôles environnementaux peuvent être plus faibles Et les nouveaux projets sont susceptibles de déplacer plus de roches, consomment plus d'énergie et ont des impacts plus durables que ceux qui les ont précédés.

Veiller à ce que les opérations minières soient soumises à une surveillance efficace et à un suivi à long terme, et que les entreprises soient tenues pour responsables des dommages environnementaux, est un défi à long terme partout où l'exploitation minière a lieu. La meilleure façon d'éviter complètement les complications qui découlent de l'extraction de plus de minéraux est d'en réduire la consommation, rendre les processus miniers plus efficaces et rendre plus économique le recyclage des matériaux industriels et des métaux des terres rares.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.