Alkuainevarat hupenevat

Useimmat ovat tutustuneet alkuaineiden jaksolliseen järjestelmään koulun kemian tunneilla. Kouluajan jälkeen suurin osa alku­aineiden nimistä on saattanut unohtua kokonaan.

Viime aikoina ovat merkittäviksi nousseet monet alkuaineet, jotka eivät ehkä ensi kuulemalta vaikuta kovin tutuilta. Niitä kuitenkin tarvitaan huipputekniikan tuotteisiin, joista on tullut osa jokapäiväistä elämää. Monet aineista ovat niin harvinaisia, että uusia esiintymiä etsitään kiivaasti joka puolella maailmaa. Yksi tulevaisuuden suurimmista haasteista onkin saada rajalliset alkuainevarat riittämään yhä kasvavan väestön tarpeisiin.

Esimerkiksi indiumin ja tantaalin kysyntä on lisääntynyt huimasti 2000-luvulla. Indiumia tarvitaan nestekidenäyttöihin, ja se soveltuu hyvin myös aurinkokennoihin. Tunnetut esiintymät ovat pieniä. Vuosien 2002 ja 2006 välisenä aikana indiumin hinta nousi lähes kymmenkertaiseksi.

Tantaalia käytetään matkapuhelimiin niin suuria määriä, että siitä on kirjaimellisesti taisteltu. Neljä vuotta kestäneessä Kongon demokraattisen tasavallan sisällissodassa oli osaltaan kyse juuri
arvokasta tantaalia sisältävistä kaivoksista.

Käytettävissä on noin 80 eri alkuainetta

Kun Maa-planeetta muodostui noin 4,6 miljardia vuotta sitten, se sisälsi jo kaikki ne alkuaineet, jotka siinä nykyäänkin esiintyvät. Alkuaineet määritellään aineiksi, joita ei voida jakaa ja jotka eivät muutu toisiksi aineiksi kemiallisissa prosesseissa.

Maapallon alkuaineet ovat alkuräjähdyksen jäännöksiä, joihin on sekoittunut tähtien räjähdyksistä, supernovista, peräisin olevaa ainetta. Kun suuret tähdet räjähtävät, alkuaineet sinkoutuvat avaruuteen, missä ne muodostavat ohuen sumuverhon. Maakin on syntynyt tällaisesta sumusta.

Maa oli aikoinaan niin lämmin, että kaikki aine oli nestemäisessä muodossa. Siksi raskaat alkuaineet, kuten rauta, vajosivat sen ytimeen. Geologit arve-levat, että myös suurin osa kullasta on ytimessä. Kevyet alkuaineet, kuten happi, alumiini ja kalsium, muodostivat Maan vaipan ja kuoren.

Vain hyvin harvat alkuaineet esiintyvät puhtaana luonnossa. Yleensä ne ovat yhdistyneet toisiinsa kemiallisin sidoksin. Puhtaan alkuaineen tuottaminen saattaa olla vaativa ja kallis prosessi, koska aineet ovat usein sitoutuneet toisiinsa hyvin tiukasti.

Nykyään tunnetaan 118 alkuainetta. Niistä vain järjestelmän 83 ensimmäistä ovat vakaita. Alku­aineet, joiden järjestysluku on vähintään 84, ovat radioaktiivisia ja ne hajoavat muiksi alkuaineiksi – osa niistä sekunnin murto-osassa. Siksi käytännössä käytettävissä on vain noin 80 eri alkuainetta.