Pod ziemią leżą skarby. Ta mapa pokazuje, gdzie ich szukać

Pierwiastki ziem rzadkich: ukryty problem technologii

Pierwiastki ziem rzadkich nie zawsze są rzadkie w sensie geologicznym. Rzadko jednak tworzą skoncentrowane złoża i najczęściej są trudne do wydobycia. Ich znaczenie nie wynika więc z samej nazwy, lecz z roli, jaką odgrywają w nowoczesnym przemyśle. Właśnie dlatego badacze tak intensywnie ich szukają. Teraz naukowcy stworzyli swoistą mapę skarbów, czyli model geologiczny pomagający przewidywać, gdzie mogą występować skały związane ze złożami pierwiastków ziem rzadkich. Odkryli także zależność dotyczącą rozmieszczenia minerałów. 

Surowce przyszłości pod kontynentami

Prace poszukiwawcze pierwiastków ziem rzadkich trwają od wielu lat. Dotychczas ekspertom udało się wykazać, że ich występowanie jest nierównomierne. W niektórych rejonach Ziemi nie ma ich wcale, a gdzie indziej są nagromadzone. Nie wiadomo było jednak, z czego to wynika. Aż dotąd.

Fale trzęsień ziemi wskazały trop

Zespół naukowców z University of Cambridge przeprowadził zakrojoną na szeroką skalę analizę występowania skał magmowych, które potencjalnie mogą zawierać złoża pierwiastków ziem rzadkich. Zebrali dane z ok. 9000 próbek skał magmowych, pochodzących z całego świata. Następnie złączyli bazę danych zidentyfikowanych skał z precyzyjnymi obrazami sejsmicznymi z wnętrza Ziemi. Na podstawie danych sejsmicznych, wykorzystujących fale z trzęsień ziemi, zmapowali strukturę oraz grubość litosfery pod różnymi kontynentami. To właśnie ten ostatni aspekt miał największe znaczenie dla późniejszych odkryć. 

Dlaczego litosfera ma znaczenie

Geolodzy dowiedli, że skały, które mogą sprzyjać koncentracji pierwiastków ziem rzadkich, pochodzą przede wszystkim ze stromych krawędzi najstarszej oraz najgrubszej litosfery Ziemi. Dzięki temu można zawęzić obszary, w których specjaliści powinni szukać skał, a tym samym odkryć gdzie są cenne minerały.

Jak czytamy w artykule opublikowanym w Nature Geoscience, gruba warstwa litosfery pomaga utrzymywać skały płaszcza Ziemi w bardzo niskiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. To ogranicza ich topnienie. Właśnie w takich warunkach, głęboko pod powierzchnią, mogą tworzyć się niewielkie ilości magmy bogatej w CO₂. 

Magma z CO2 i cenne minerały

Takie niewielkie kieszenie magmy mogą zostać uwięzione pod litosferą. Z czasem stygną i krystalizują, tworząc skały magmowe zawierające względnie wysokie ilości CO₂. Kolejne procesy geologiczne mogą je ponownie częściowo stopić i pozwolić pierwiastkom ziem rzadkich na dalszą koncentrację. W sprzyjających warunkach taki proces może doprowadzić do powstania złóż, które stają się opłacalne ekonomicznie.  

W tej pracy skupiliśmy się początkowo na złożach powstałych po głównych fazach rozpadu wielkich kontynentów Ziemi. Teraz gdy ustaliliśmy, że istnieje taki systematyczny wzorzec, możemy cofnąć się dalej w czasie. Będzie to trudniejsze, ale mam nadzieję, że to kluczowy krok w przewidywaniu występowania minerałów.

– powiedziała Sally A. Gibson, jedna z autorek badania, na łamach portalu University of Cambridge.

To nie jest mapa gotowych kopalń

Geolodzy z Wielkiej Brytanii w przyszłości rozszerzą badania na skały starsze niż 200 milionów lat. Przyjrzą się fragmentom skorupy ziemskiej, w których znajduje się wiele najważniejszych światowych złóż i kopalń pierwiastków ziem rzadkich. A pozwoli uzupełnić mapę skarbów na ogólnoświatowym zasięgu.

Warto przeczytać: Naukowcy odkryli, jak powstają diamenty. Niezwykły wyścig z czasem

Na scenie zobaczysz:

Spotkasz w strefie książek:

***

Rejestracja ruszyła.
Spotkajmy na Holistic Talk w Cavatina Hall!