Prendi una roccia ricca di magnetite, mettila a contatto con acqua a 200 °C e oltre 100 bar di pressione, poi lasciala lì per 60 giorni. Alla fine compare idrogeno. Se però la stessa magnetite viene ridotta in polvere, a parità di condizioni ne produce circa cinque volte di più. È quello che hanno osservato i ricercatori della Edith Cowan University, nell’Australia occidentale, lavorando su un minerale che nel Pilbara si trova praticamente sotto i piedi.
Lo studio pubblicato sull’International Journal of Hydrogen Energy aggiunge un pezzo interessante alla ricerca sull’idrogeno naturale, quello che può formarsi nel sottosuolo attraverso reazioni tra acqua e rocce ricche di ferro. Qui la quantità di magnetite conta, certo. Ma conta parecchio anche come è fatta la roccia: quanta superficie offre all’acqua, quanti pori possiede, quante fratture permettono ai fluidi di infilarsi dove la reazione può avvenire.
La stessa magnetite, cinque volte più idrogeno
L’esperimento ha messo a confronto due versioni dello stesso materiale: una lastra di magnetite naturale e magnetite finemente polverizzata. Entrambe sono rimaste per due mesi in acqua a pH 9, a 200 °C e a una pressione di 103,4 bar, condizioni scelte per riprodurre un ambiente idrotermale profondo.
La polvere ha prodotto 0,052 millimoli di idrogeno per grammo di roccia, circa cinque volte la resa della lastra. La ragione è molto fisica: una pietra ridotta in minuscoli frammenti espone all’acqua una quantità enorme di superficie. Nella roccia compatta l’acqua, invece, deve farsi strada. E per farlo ha bisogno proprio di quelle imperfezioni che normalmente chiameremmo crepe, pori e fratture.
Durante i 60 giorni la superficie della lastra è anche cambiata. Le analisi hanno mostrato una trasformazione di parte della magnetite in ematite, insieme a una maggiore rugosità e microporosità. Lo strato di ematite che si forma sulla superficie può poi rallentare la reazione, quasi mettendo un coperchio sui punti ancora disponibili. La polvere parte avvantaggiata: ha molti più siti freschi con cui l’acqua può entrare in contatto. È una differenza minuscola da vedere a occhio e piuttosto importante sotto terra.
Perché tutti guardano al Pilbara
Il Pilbara, nell’Australia occidentale, è famoso per le sue gigantesche formazioni ferrifere stratificate, le banded iron formations. Sono rocce antichissime, ricchissime di minerali di ferro e già al centro di una delle più grandi industrie minerarie del pianeta.
Dentro queste formazioni c’è anche magnetite. E se acqua calda e magnetite possono reagire producendo idrogeno, il sottosuolo del Pilbara diventa un laboratorio naturale grande quanto una regione.
Secondo Stefan Iglauer, della School of Engineering della Edith Cowan University, il lavoro mostra che la produzione di idrogeno dipende anche dalla possibilità dell’acqua di raggiungere superfici minerali fresche attraverso fratture, pori e percorsi permeabili. Una formazione geologica molto ricca di magnetite ma praticamente impermeabile potrebbe quindi essere meno interessante di una zona dove la roccia è stata spezzata e attraversata dai fluidi per milioni di anni.
È probabilmente il dettaglio più utile dello studio: invece di cercare soltanto “dove c’è ferro”, si può cominciare a restringere la mappa chiedendosi dove acqua e ferro riescono davvero a incontrarsi.
L’idrogeno che si forma senza elettrolizzatore
L’idrogeno di cui parliamo viene chiamato naturale o geologico perché nasce da processi che avvengono nelle rocce. È diverso dall’idrogeno verde prodotto in superficie facendo passare elettricità rinnovabile attraverso l’acqua in un elettrolizzatore.
Nel sottosuolo esistono diversi meccanismi capaci di liberarlo. Uno coinvolge proprio minerali contenenti ferro: durante determinate reazioni con l’acqua, il ferro si ossida e una parte dell’idrogeno contenuto nelle molecole d’acqua può finire sotto forma di H₂. Una revisione pubblicata nel 2026 colloca proprio tra circa 200 e 315 °C una delle finestre favorevoli osservate per diversi processi di generazione geologica dell’idrogeno.
Per questo negli ultimi anni la ricerca sull’idrogeno naturale ha cominciato ad assomigliare sempre meno a una curiosità da geologi e sempre più a una nuova campagna di esplorazione energetica.
Alla Edith Cowan University guardano già alle possibili applicazioni. Alireza Keshavarz parla delle formazioni dell’Australia occidentale come di una risorsa potenzialmente enorme e Kaveh Moghanirahimi, primo autore dello studio, indica persino una possibile futura produzione capace di rafforzare l’autonomia energetica della regione. Sono prospettive che dovranno passare dal sottosuolo reale, molto meno collaborativo di una camera sperimentale, ma spiegano bene perché una manciata di magnetite tenuta per due mesi nell’acqua calda stia attirando tanta attenzione.
Il prossimo lavoro sarà quindi molto più grande del contenitore usato in laboratorio: capire dove queste condizioni esistano davvero, con quale continuità l’idrogeno venga prodotto e soprattutto dove riesca ad accumularsi invece di disperdersi attraverso le rocce. Intanto il Pilbara offre un’indicazione piuttosto concreta. Sotto quella terra rossa, la differenza potrebbe farla una cosa apparentemente insignificante: una crepa abbastanza grande da lasciar passare l’acqua.