Immagina di prendere una roccia carica di magnetite, immergerla in acqua a 200 °C e oltre 100 bar di pressione, e lasciarla lì per due mesi interi. Al termine di questo periodo, si forma idrogeno. Ma se quella stessa magnetite viene prima frantumata in polvere finissima, a parità di condizioni la produzione aumenta di circa cinque volte. È questo il risultato ottenuto dai ricercatori della Edith Cowan University, nell’Australia occidentale, studiando un minerale che nella regione del Pilbara si trova letteralmente ovunque sotto la superficie.
La ricerca, pubblicata sull’International Journal of Hydrogen Energy, offre un contributo prezioso agli studi sull’idrogeno naturale, ovvero quello che si genera nel sottosuolo grazie alle reazioni chimiche tra acqua e rocce ferrose. La quantità di magnetite presente ha certamente un peso, ma altrettanto rilevante è la conformazione della roccia stessa: quanta superficie mette a disposizione dell’acqua, quanti pori contiene, quante fratture consentono ai liquidi di penetrare nei punti in cui la reazione può innescarsi.
Stessa magnetite, produzione quintuplicata
L’esperimento ha confrontato due forme dello stesso materiale: una lastra compatta di magnetite naturale e la medesima magnetite ridotta in polvere sottile. Entrambi i campioni sono rimasti immersi per sessanta giorni in acqua con pH 9, a temperatura di 200 °C e pressione di 103,4 bar, parametri scelti per simulare le condizioni tipiche di un ambiente idrotermale profondo.
Il campione in polvere ha generato 0,052 millimoli di idrogeno per grammo di roccia, circa cinque volte più della lastra solida. La spiegazione risiede nella fisica del processo: frammentare una pietra in particelle minuscole ne moltiplica enormemente la superficie esposta all’acqua. Nella roccia compatta, invece, il liquido deve trovare un varco, e per farlo dipende proprio da quelle imperfezioni che chiamiamo comunemente crepe, pori e fratture.
Nel corso dei sessanta giorni, anche la superficie della lastra ha subito modifiche evidenti. Le analisi hanno rivelato la trasformazione di parte della magnetite in ematite, accompagnata da un aumento della rugosità e della microporosità. Questo strato di ematite che si deposita sulla superficie tende poi a rallentare ulteriormente la reazione, come se coprisse i punti ancora attivi. La polvere, al contrario, parte in vantaggio: dispone di molti più siti reattivi freschi pronti a interagire con l’acqua. Una differenza impercettibile a occhio nudo, ma decisiva nel sottosuolo.
Il motivo dell’interesse per il Pilbara
Il Pilbara, situato nell’Australia occidentale, è celebre per le sue imponenti formazioni ferrifere stratificate, note come banded iron formations. Si tratta di rocce antichissime, estremamente ricche di minerali ferrosi, già oggi al centro di una delle industrie estrattive più grandi del mondo.
All’interno di queste formazioni è presente anche la magnetite. Se acqua calda e magnetite riescono a reagire producendo idrogeno, allora il sottosuolo del Pilbara si trasforma in un vero e proprio laboratorio naturale esteso quanto un’intera regione.
Secondo Stefan Iglauer, della School of Engineering della Edith Cowan University, questo lavoro dimostra che la generazione di idrogeno dipende in gran parte dalla capacità dell’acqua di raggiungere superfici minerali non ancora reagite, attraverso fratture, pori e canali permeabili. Una formazione geologica estremamente ricca di magnetite ma sostanzialmente impermeabile potrebbe rivelarsi quindi meno promettente rispetto a un’area dove la roccia è stata fratturata e percorsa dai fluidi per milioni di anni.
È forse questo l’aspetto più concreto emerso dallo studio: anziché limitarsi a cercare “dove c’è ferro”, diventa possibile restringere il campo di ricerca chiedendosi dove acqua e ferro riescono effettivamente a incontrarsi.
Idrogeno prodotto senza elettrolizzatori
L’idrogeno di cui stiamo parlando viene definito naturale o geologico perché si origina attraverso processi che avvengono direttamente nelle rocce. È dunque diverso dall’idrogeno verde, quello ottenuto in superficie facendo passare energia elettrica rinnovabile attraverso l’acqua all’interno di un elettrolizzatore.
Nel sottosuolo esistono diversi meccanismi in grado di liberarlo. Uno di questi coinvolge proprio i minerali ferrosi: durante certe reazioni chimiche con l’acqua, il ferro si ossida e parte dell’idrogeno contenuto nelle molecole d’acqua può liberarsi sotto forma di H₂. Una revisione scientifica pubblicata nel 2026 individua proprio nell’intervallo tra circa 200 e 315 °C una delle condizioni più favorevoli osservate per diversi processi di formazione geologica dell’idrogeno.
Per questo motivo, negli ultimi anni la ricerca sull’idrogeno naturale ha smesso di essere considerata una semplice curiosità geologica, trasformandosi sempre più in una nuova frontiera dell’esplorazione energetica.
Alla Edith Cowan University stanno già valutando le possibili applicazioni pratiche. Alireza Keshavarz descrive le formazioni dell’Australia occidentale come una risorsa potenzialmente straordinaria, mentre Kaveh Moghanirahimi, primo autore dello studio, ipotizza addirittura una futura produzione capace di rafforzare l’indipendenza energetica della regione. Sono scenari che dovranno confrontarsi con la complessità del sottosuolo reale, decisamente meno prevedibile di una camera sperimentale, ma spiegano perfettamente perché una manciata di magnetite tenuta in acqua calda per due mesi stia catturando così tanta attenzione.
Il prossimo passo della ricerca sarà quindi ben più ambizioso del contenitore utilizzato in laboratorio: comprendere dove queste condizioni si verifichino realmente, con quale costanza venga prodotto l’idrogeno e, soprattutto, dove riesca ad accumularsi invece di disperdersi tra le rocce. Nel frattempo, il Pilbara fornisce un’indicazione piuttosto concreta. Sotto quella terra color ruggine, la vera differenza potrebbe dipendere da un dettaglio apparentemente trascurabile: una fessura sufficientemente ampia da permettere il passaggio dell’acqua.