Stworzyli globalną mapę skarbów. To tu ukryte są złoża pierwiastków ziem rzadkich
Naukowcy stworzyli nową globalną mapę pokazującą, gdzie znajdują się niezwykłe skały wulkaniczne zawierające pierwiastki ziem rzadkich. Odkryli oni uderzające powiązanie z najstarszymi i najgrubszymi częściami kontynentów Ziemi.
Międzynarodowy zespół, kierowany przez naukowców z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu Cambridge, odkrył, że te bogate w pierwiastki ziem rzadkich skały magmowe są silnie związane ze zmianami w litosferze, sztywnej zewnętrznej powłoce planety. Ich odkrycia sugerują, że gruba litosfera odgrywa kluczową rolę w formowaniu skał zdolnych do gromadzenia cennych metali.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience może pomóc naukowcom w identyfikacji nowych złóż pierwiastków ziem rzadkich na całym świecie.
Pierwiastki ziem rzadkich są kluczowymi komponentami wielu nowoczesnych technologii, takich jak smartfony, pojazdy elektryczne i turbiny wiatrowe. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na elektronikę i czyste technologie energetyczne, kraje coraz częściej poszukują bezpiecznych źródeł krajowych, zamiast polegać w dużym stopniu na imporcie z Chin.
Wiecej na Spider's Web:
Podziemny przepis na cenne złoża
Naukowcy od dawna próbują zrozumieć, dlaczego złoża pierwiastków ziem rzadkich występują w niektórych regionach, a w innych nie.
Istnieje spore zainteresowanie naukowców tym, dlaczego złoża pierwiastków ziem rzadkich tworzą się właśnie tam – powiedziała profesor Sally Gibson, główna autorka badania z Cambridge Earth Sciences, która kieruje wartym milion funtów projektem badawczym poświęconym temu zagadnieniu.
Większość wcześniejszych badań dotyczyła pojedynczych złóż lub konkretnych regionów. W niniejszym badaniu problem rozpatrywano w skali globalnej, a jednocześnie analizowano procesy zachodzące głęboko pod powierzchnią Ziemi.
Aby przeprowadzić badanie, naukowcy zebrali informacje chemiczne z około 9000 próbek skał magmowych pobranych na całym świecie. Wszystkie skały były wzbogacone w rozpuszczony CO2 , ważny składnik zwiększający prawdopodobieństwo stężenia pierwiastków ziem rzadkich.
Do niedawna ten podzbiór skał magmowych był jedynie ciekawostką. Geolodzy z zapałem je kolekcjonowali; studenci byli nimi zadziwieni na zajęciach praktycznych. Ale w ostatnich latach stały się one bardzo istotne – powiedziała Gibson.
Wiele z tych skał jest niezwykle nietypowych i zostało pierwotnie zidentyfikowanych w XIX i na początku XX wieku. Ich nazwy często pochodziły od miejsc ich odkrycia lub od zawartych w nich dziwnych minerałów.
Terminologia jest tak rozległa, że z tych nazw skał można by niemal stworzyć nowy język. To, a także ich naukowa złożoność, wprowadziły zamieszanie i ludzie zaczęli ich unikać – mówi Gibson.
Fale sejsmiczne działają jak geologiczny sonar
Naukowcy połączyli bazę danych skał ze szczegółowymi obrazami sejsmicznymi wnętrza Ziemi. Wykorzystując fale sejsmiczne, zespół był w stanie zmapować grubość i strukturę litosfery pod różnymi kontynentami.
Wykorzystując fale sejsmiczne pochodzące z trzęsień ziemi, możemy stworzyć przekrój litosfery, podobnie jak sonar potrafi wychwycić struktury dna morskiego. Z tego mapowania wynika, że grubość litosfery odgrywa kluczową rolę w określaniu lokalizacji tych osadów – powiedział profesor Siergiej Lebiediew, geofizyk biorący udział w badaniu.
Naukowcy odkryli, że skały o odpowiednim składzie chemicznym, sprzyjającym wzbogacaniu pierwiastków ziem rzadkich, występują głównie wzdłuż stromych krawędzi najgrubszej i najstarszej litosfery Ziemi.
Musieliśmy połączyć te dwa elementy układanki: skład chemiczny skał i dane sejsmiczne, aby nawiązać połączenie. Skały o odpowiednim składzie chemicznym do wzbogacenia występują tylko w ściśle określonych miejscach, głównie wzdłuż stromych krawędzi najgrubszej i najstarszej litosfery Ziemi – podkreśla Gibson.
Tajemnica najstarszych fragmentów kontynentów
Według naukowców, gruba litosfera utrzymuje skały płaszcza w warunkach wysokiego ciśnienia i stosunkowo niskiej temperatury, ograniczając tempo topnienia. W tych warunkach głęboko pod ziemią tworzą się jedynie niewielkie ilości magmy.
Te skupiska magmy często zostają uwięzione pod litosferą, gdzie powoli stygną i zestalają się, tworząc bogate w CO2 skały magmowe. Późniejsze zjawiska geologiczne mogą częściowo stopić te skały, umożliwiając z czasem jeszcze większą koncentrację pierwiastków ziem rzadkich, aż w końcu powstaną z nich złoża o wysokiej wartości ekonomicznej.
Zespół planuje teraz rozszerzyć swoje badania o skały starsze niż 200 mln lat, w których znajdują się liczne największe na świecie kopalnie i złoża pierwiastków ziem rzadkich.
