منغنيز: الفرق بين النسختين

لا يوجد المنغنيز بشكله العنصري الحرالحرّ في الطبيعة، ولكنه يدخل في تركيب العديد من [[معدن|المعادن]]. تبلغ نسبة المنغنيز في [[القشرة الأرضية]] مقدار 950 [[جزء في المليون]] {{#tag:ref|parts per million (ppm)|group="ملاحظة"}}، أي ما يعادل حوالي 0.1%؛<ref name="CRC">David R. Lide (Hrsg.): ''CRC Handbook of Chemistry and Physics.'' 85. Auflage. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2005. Section 14, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth’s Crust and in the Sea.</ref> وذلك بشكلبشكلٍ مقاربمقاربٍ لوفرة عنصريعُنصرَي [[فسفور|الفوسفور]] و[[فلور|الفلور]]. بعد [[حديد|الحديد]] و[[تيتانيوم|التيتانيوم]] يعديعدّ المنغنيز ثالث [[فلز انتقالي|الفلزاتالفلزّات الانتقالية]] من حيث الوفرة؛ كما يعديعدّ العنصر الثاني عشر وفقاً لترتيب العناصر [[وفرة طبيعية للعناصر الكيميائية في القشرة الأرضية|في القشرة الأرضية]]. تحتوي [[تربة|التربة]] على نسبة متفاوتة من المنغنيز تتراوح بين 7–9000 جزء في المليون، وذلك بنسبة وسطية تبلغ 440 جزء في المليون.<ref name="Emsley2001">{{cite book|title=Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|last=Emsley|first=John|publisher=Oxford University Press|date=2001|location=Oxford, UK|isbn=978-0-19-850340-8|chapter=Manganese|pages=[https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl/page/249 249–253]|chapter-url=https://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC|url=https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl/page/249}}</ref> تحوي [[ماء البحر|مياه البحار]] على نسبةنسبةٍ ضئيلةضئيلةٍ من المنغنيز، وهي تبلغ مقدار حوالي 10 أجزاء في المليون؛ في حين أنأنّ [[غلاف جوي|الغلاف الجويالجوّي]] للأرض يحوي على تركيز من المنغنيز مقداره 0.01 ميكروغرام/م³.<ref name="Emsley2001"/>

توجد هناك معادن مختلفة للمنغنيز، منها [[منغنيت|المنغنيت]] {{#tag:ref|MnO(OH)|group="ملاحظة"}} و[[هاوسمانيت|الهاوسمانيت]] {{#tag:ref|Mn²⁺Mn³⁺₂O₄|group="ملاحظة"}} و[[رودونيت|الرودونيت]] {{#tag:ref|MnSiO₃|group="ملاحظة"}} و[[بيرولوسيت|البيرولوسيت]] {{#tag:ref|MnO₂|group="ملاحظة"}} و[[براونيت|البراونيت]] {{#tag:ref|(Mn²⁺Mn³⁺₆)(SiO₁₂)|group="ملاحظة"}}؛<ref>{{cite journal|pages=65–71 |journal=Contributions to Mineralogy and Petrology|title=Geochemistry of braunite and associated phases in metamorphosed non-calcareous manganese ores of India|first=P. K.|last=Bhattacharyya|author2=Dasgupta, Somnath |author3=Fukuoka, M. |author4=Roy Supriya |doi=10.1007/BF00371403|date=1984|volume=87|issue=1| bibcode=1984CoMP...87...65B|s2cid=129495326}}</ref> بالإضافة إلى معادن أخرى أقلأقلّ انتشاراً مثل [[سيلوميلان]] {{#tag:ref|(Ba,H₂O)₂Mn₅O₁₀|group="ملاحظة"}} و[[رودوكروسيت]].{{#tag:ref|MnCO₃|group="ملاحظة"}} يعديعدّ خام [[بيرولوسيت|البيرولوسيت]]، والمتكونوالمتكوّن كيميائياً من ثنائي أكسيد المنغنيز MnO₂، من أهمأهمّ خامات المنغنيز اقتصادياً؛ كما يمكن أن يوجد على شكل عنصرعنصرٍ مرافقمرافقٍ [[حديد|للحديد]] في خاماته، مثل [[سفاليريت|السفاليريت]].<ref name="Holl" /><ref>{{Cite journal|last1=Cook|first1=Nigel J.|last2=Ciobanu|first2=Cristiana L.|last3=Pring|first3=Allan|last4=Skinner|first4=William|last5=Shimizu| first5=Masaaki|last6=Danyushevsky|first6=Leonid|last7=Saini-Eidukat|first7=Bernhardt|last8=Melcher|first8=Frank| date=2009|title=Trace and minor elements in sphalerite: A LA-ICPMS study|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0016703709003263|journal=Geochimica et Cosmochimica Acta|language=en|volume=73|issue=16|pages=4761–4791|doi=10.1016/j.gca.2009.05.045|bibcode=2009GeCoA..73.4761C}}</ref> تتركزتتركّز حوالي 80% من خامات المنغنيز في [[جنوب أفريقيا]]؛ وخاصةوخاصّةً في [[صحراء كالاهاري]] في مقاطعة [[كيب الشمالية]]، والتي تقدرتُقدَّر الاحتياطات فيها بمقدار 15 بليون طنطنّ. استخرجاستُخرجَ من جنوب أفريقيا في سنة 2011 مقدار 3.4 مليون طنطنّ من هذا الفلز؛الفلزّ؛ ولكن توجد توضعاتتوضّعات رسوبية مهمةمهمّة في بلدان أخرىأخرى، مثل [[أوكرانيا]] و[[أستراليا]] و[[الهند]] و[[الصين]] و[[الغابون]] و[[غانا]] و[[البرازيل]] و[[كازاخستان]] و[[ماليزيا]].<ref name=USGSMCS2009 />

يوجد المنغنيز في [[تربة|التربة]] في ثلاث [[حالة الأكسدة|حالات أكسدة]]؛ وهي المنغنيز ثنائي التكافؤ على شكل أيون منحلمنحلّ ²⁺Mn؛ وكذلك على شكل منغنيز ثلاثيثلاثيّ ورباعيورباعيّ التكافؤ على هيئة أكاسيد وهيدروكسيدات صلبة صعبة الانحلال مثل MnOOH وMnO₂. تؤثرتؤثّر قيمة [[أس هيدروجيني|pH]] التربة وحالة التهوية على طبيعة [[نوع كيميائي|النوع الكيميائي]] للمنغنيز في حالات الأكسدة المذكورة؛ فعند قيمة pH أقلأقلّ من 6 وعند ظروف لاهوائية، فإنفإنّ المنغنيز الثنائي يكون مسيطراً؛ أماأمّا عند ظروف هوائية أكثر [[قاعدة (كيمياء)|قاعدية]] فإنفإنّ أكاسيد وهيدروكسيدات المنغنيز الثلاثي والرباعي تكون سائدة. بشكلٍ غير مباشر يمكن [[ميكروب|للنشاط الميكروبي]] في الوسط أوأن يؤثريؤثّر على [[حموضة التربة|حموضة]] أو على حالة [[تهوية]] التربة، وبذلك بشكل غير مباشروبالتالي على نوع المنغنيز السائد في الوسط.<ref>{{Cite book|last1=Bartlett|first1=Richmond|title=Chemical Processes in Soils|last2=Ross|first2=Donald|publisher=Soil Science Society of America|year=2005|editor-last=Tabatabai|editor-first=M.A.|series=SSSA Book Series, no. 8|location=Madison, Wisconsin|pages=461–487|chapter=Chemistry of Redox Processes in Soils|lccn=2005924447|editor-last2=Sparks|editor-first2=D.L.}}</ref>

توجد أكاسيد المنغنيز الثلاثي والرباعي على هيئة لطخاتلَطخات بنيةبنّية إلى سوداءسوداء، وكذلك على شكل [[عقيدة (جيولوجيا)|عقيداتعُقَيدَات]] صغيرة على جسيمات [[رمل|الرمل]] و[[غرين|الغرينالغِرْيَن]] {{#tag:ref|silt|group="ملاحظة"}} و[[صلصال|الغضارالغُضَار]]. يكون لهذه التغطيات السطحية على الجسيمات الأخرى [[مساحة السطح|مساحة سطح]] مرتفعة، وتكون حاملةحاملةً [[شحنة كهربائية|للشحنة الكهربائية السالبة]]. تستطيع تلك المواقع المشحونة أن [[امتزاز|تمتزتمتزّ]] وتبقي العديد من الكاتيونات الأخرى(الأيونات موجبة الشحنة) قريبةقريبةً من السطح، وخاصةوخاصّةً كاتيونات الفلزاتالفلزّات مثل [[كروم|الكروم]] أو [[نحاس|النحاس]] أو [[زنك|الزنك]] أو [[رصاص|الرصاص]]؛ كما يمكن لها أن تقوم بامتزاز [[حمض عضوي|أحماض عضوية]] ومركباتومركّبات أخرى. تساعد هذه الظروف على حدوث تفاعلات [[أكسدة واختزال]]، مثل [[اختزال (كيمياء)|اختزال]] أكاسيد المنغنيز الثلاثي والرباعي إلى المنغنيز الثنائي، و[[أكسدة (كيمياء)|أكسدة]] الكروم الثلاثي إلى رباعي، و[[هيدروكينون|الهيدروكينون]] عديم اللون إلى بوليميرات [[كينون|الكينون]] ذات اللون البنيالبنّي المحمرالمحمرّ.<ref>{{Cite book|last1=Dixon|first1=Joe B.|title=Soil Mineralogy with Environmental Applications|last2=White|first2=G. Norman|publisher=Soil Science Society of America|year=2002|editor-last=Dixon|editor-first=J.B.|series=SSSA Book Series no. 7|location=Madison, Wisconsin|pages=367–386|chapter=Manganese Oxides|lccn=2002100258|editor-last2=Schulze|editor-first2=D.G.}}</ref>

[[ملف:Konkrecje_na_dnie_oceanu.JPG|تصغير|يمين|150 بك|تنتشر عقيداتعُقَيدات المنغنيز في قاع البحار والمحيطات]]

ترتفع نسبة وفرة العديد من العناصر في المحيطات بالقرب من [[منفس مائي حراري|المنافس المائية الحرارية]]؛<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Ray|first1=Durbar|last2=Babu|first2=E. V. S. S. K.|last3=Surya Prakash|first3=L.|date=2017-01-01|title=Nature of Suspended Particles in Hydrothermal Plume at 3°40'N Carlsberg Ridge:A Comparison with Deep Oceanic Suspended Matter|journal=Current Science|volume=112|issue=1|pages=139|doi=10.18520/cs/v112/i01/139-146|issn=0011-3891|doi-access=free}}</ref> والتي يكون المنغنيز بالقرب منها غالباً على شكلشكلٍ منحلمنحلّ {{#tag:ref|Dissolved manganese (dMn)|group="ملاحظة"}}؛<ref name=":2">{{Cite journal|last1=Hernroth|first1=Bodil|last2=Tassidis|first2=Helena|last3=Baden|first3=Susanne P.|date=March 2020|title=Immunosuppression of aquatic organisms exposed to elevated levels of manganese: From global to molecular perspective|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.dci.2019.103536|journal=Developmental & Comparative Immunology|volume=104|pages=103536|doi=10.1016/j.dci.2019.103536|pmid=31705914|issn=0145-305X}}</ref> أو على شكل [[جسيمات معلقة|جُسيمات معلّقة]] {{#tag:ref|Particulate Mn|group="ملاحظة"}}، والتي يتطور تشكلها الجسيماتيتطوّر المعلقةتشكلّها في أعمدة الغازات الطافية {{#tag:ref|buoyant plumes|group="ملاحظة"}} فوق مصدر المنفس المائي الحراري النشط.<ref name=":0" /> يرتفع عادةعادةً تركيز المنغنيز المنحلالمنحلّ بالقرب من السطح وبالقرب من المناطق الساحلية، وذلك يعود إلى وجود موارد خارجية إضافية من مياه الأنهار التي تصبتصبّ في البحار والمحيطات، وكذلك من جسيمات الغبار المحمولة بالرياحبالرياح، ومن رسوبيات [[رف قاري|الرفالرفّ القاري]]، وكذلك من الأنشطة البشرية مثل تعدين المنغنيز وصناعة الفولاذ على اليابسة؛اليابسة. بالمقابل، يمكن أن يرتفع تركيز المنغنيز المنحلالمنحلّ طبيعياً من النشاط الحيوي عبر [[تركيب ضوئي|التركيب الضوئي]]؛ وكذلك من تفاعلات الأكسدة والاختزال المحفزةالمُحَفَّزة [[الأشعة فوق البنفسجية|بالأشعةبالأشعّة فوق البنفسجية]]، والتي تساعد على التدوير الداخلي {{#tag:ref|

Internal cycling|group="ملاحظة"}} من خلال تسريع عملية [[تذاوب]] {{#tag:ref|dissolution|group="ملاحظة"}} أكاسيد المنغنيز و{{ط|الكسح التأكسدي}} {{#tag:ref|oxidative scavenging|group="ملاحظة"}}، مماممّا يمنع من هبوط المنغنيز إلى أعماق أكبر.<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Sim|first1=Nari|last2=Orians|first2=Kristin J.|date=October 2019|title=Annual variability of dissolved manganese in Northeast Pacific along Line-P: 2010–2013|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.marchem.2019.103702|journal=Marine Chemistry|volume=216|pages=103702|doi=10.1016/j.marchem.2019.103702|issn=0304-4203}}</ref>

هناك كمياتكمّيّات وفيرة من المنغنيز في [[قاع البحر|قاعقيعان البحار والمحيطات]]، وذلك على هيئة [[عقيدات المنغنيز|عقيداتعُقَيدات كرويةكرويّة]] من المنغنيز {{#tag:ref|Manganese nodule|group="ملاحظة"}}؛<ref>{{cite book |last1=Hein |first1=James R. |title=Encyclopedia of Marine Geosciences - Manganese Nodules |date=January 2016 |publisher=Springer |pages=408–412 |url=https://www.researchgate.net/publication/306107551 |access-date=2 February 2021}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Hoseinpour |first1=Vahid |last2=Ghaemi |first2=Nasser |title=Green synthesis of manganese nanoparticles: Applications and future perspective–A review |journal=Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology |date=1 December 2018 |volume=189 |pages=234–243 |doi=10.1016/j.jphotobiol.2018.10.022 |pmid=30412855 |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S101113441830959X |access-date=2 February 2021}}</ref> ووفقاً لإحدى التقديرات يوجد منها هناك حوالي 500 بليون طنطنّ في كافةكافّة أرجاء العالم.<ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.micron.2008.10.005|pages=350–358|date=2009|title=Manganese/polymetallic nodules: micro-structural characterization of exolithobiontic- and endolithobiontic microbial biofilms by scanning electron microscopy|volume=40 |issue=3|pmid=19027306|journal=Micron |author1=Wang, X|author2=Schröder, HC|author3=Wiens, M|author4=Schlossmacher, U|author5=Müller, WEG}}</ref> وهي [[كتلة متحجرة|كتل متحجرةمتحجّرة]] مسامية مؤلفةمؤلّفة من أكاسيد عدةعدّة فلزات؛ وتحوي وسطياً على حوالي 30% من المنغنيز؛<ref>{{cite web |last1=International Seabed Authority |title=Polymetallic Nodules |url=https://isa.org.jm/files/files/documents/eng7.pdf |website=isa.org | publisher=International Seabed Authority |access-date=2 February 2021}}</ref> وظهرت دراسات مختلفة من أجل تقييم احتمالية استخراج المنغنيز منها، وخاصةوخاصّةً في سبعينيات القرن العشرين بعد الإعلان عن [[مشروع أزوريان]] من الولايات المتحدة؛المتّحدة؛<ref>{{Cite news|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-42994812|title=The CIA secret on the ocean floor|date=2018-02-19|work=BBC News|access-date=2018-05-03|language=en-GB}}</ref> ليتبينليتبيّن فيما بعد أنأنّ هدف المشروع كان عملية استخباراتية عسكرية لانتشال غواصة [[K-129]] السوفيتية.<ref name="azorian">{{cite web |url=http://www2.gwu.edu/~nsarchiv/nukevault/ebb305/index.htm |title=Project Azorian: The CIA's Declassified History of the Glomar Explorer |publisher=National Security Archive at George Washington University |date=2010-02-12 |access-date=2013-09-18}}</ref> بالنهايةبالنهاية؛ وجدوُجِدَ أنأنّ فكرة استخراج المنغنيز من العقيداتالعُقَيدات المنتشرة في باطن البحار والمحيطات غير [[جدوى اقتصادية|مجدية اقتصادياً]]؛<ref>{{cite book |title=Manganese Nodules: Dimensions and Perspectives|journal=Marine Geology|volume=41|issue=3–4|pages=343|publisher=Springer|date=1978|isbn =978-90-277-0500-6|author=United Nations Ocean Economics and Technology Office, Technology Branch, United Nations|bibcode=1981MGeol..41..343C|doi=10.1016/0025-3227(81)90092-X}}</ref><ref name="ullmann">David B. Wellbeloved, Peter M. Craven, John W. Waudby: ''Manganese and Manganese Alloys.'' In: ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.'' Wiley-VCH, Weinheim 2005 ([[doi:10.1002/14356007.a16_077]]).</ref> وعلاوةوعلاوةً على ذلك، فإنهافإنّها تعود [[كارثة بيئية|بأضرار بيئية]] جسيمة على [[حياة بحرية|الحياة البحريةالبحريّة]].<ref>{{Cite journal|last1=Oebius|first1=Horst U|last2=Becker|first2=Hermann J|last3=Rolinski|first3=Susanne|last4=Jankowski|first4=Jacek A|date=January 2001|title=Parametrization and evaluation of marine environmental impacts produced by deep-sea manganese nodule mining|url=http://dx.doi.org/10.1016/s0967-0645(01)00052-2|journal=Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography|volume=48|issue=17–18|pages=3453–3467|doi=10.1016/s0967-0645(01)00052-2|bibcode=2001DSRII..48.3453O|issn=0967-0645}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Thompson |first1=Kirsten F. |last2=Miller |first2=Kathryn A. |last3=Currie |first3=Duncan |last4=Johnston |first4=Paul |last5=Santillo |first5=David |title=Seabed Mining and Approaches to Governance of the Deep Seabed |journal=Frontiers in Marine Science |date=2018 |volume=5 |doi=10.3389/fmars.2018.00480 |s2cid=54465407 |doi-access=free }}</ref>