Naukowcy stworzyli nową globalną mapę pokazującą, gdzie występują niezwykłe skały wulkaniczne związane z pierwiastkami ziem rzadkich, odkrywając uderzający związek z najstarszymi i najgrubszymi częściami kontynentów Ziemi. Bo nic tak nie mówi 'mapa skarbów' jak geologia.

Międzynarodowy zespół, kierowany przez naukowców z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Cambridge, odkrył, że te bogate w pierwiastki ziem rzadkich skały magmowe są silnie związane z różnicami w litosferze, sztywnej zewnętrznej powłoce planety. Ich odkrycia sugerują, że gruba litosfera odgrywa główną rolę w tworzeniu rodzajów skał zdolnych do koncentrowania cennych metali na przestrzeni czasu - zasadniczo skorupa ziemska gromadziła wszystkie dobre rzeczy.

Badanie opublikowane w Nature Geoscience może pomóc naukowcom w identyfikacji nowych złóż pierwiastków ziem rzadkich na całym świecie.

„Nasze badania zaczynają dostarczać pewnego rodzaju mocy predykcyjnej, gdzie możemy spodziewać się tych skał, a co za tym idzie, związanych z nimi złóż pierwiastków ziem rzadkich” – powiedziała dr Emilie Bowman, główna autorka badania z Cambridge Earth Sciences. To jak prognoza pogody, ale dla skał, które sprawiają, że twój telefon działa.

Pierwiastki ziem rzadkich są kluczowymi składnikami wielu nowoczesnych technologii, w tym smartfonów, pojazdów elektrycznych i turbin wiatrowych. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na technologie czystej energii, kraje coraz częściej poszukują bezpiecznych dostaw krajowych zamiast polegać w dużej mierze na imporcie z Chin.

Naukowcy od dawna starali się zrozumieć, dlaczego złoża pierwiastków ziem rzadkich pojawiają się w niektórych regionach, a w innych nie.

„Istnieje znaczące zainteresowanie naukowe tym, dlaczego złoża pierwiastków ziem rzadkich tworzą się tam, gdzie się tworzą” – powiedziała profesor Sally Gibson, starsza autorka badania z Cambridge Earth Sciences, która obecnie kieruje wartym 1 milion funtów projektem badawczym skupionym na tym temacie. To dużo pieniędzy wydanych na skały, które brzmią jak z powieści fantasy.

Większość wcześniejszych badań analizowała pojedyncze złoża lub konkretne regiony. To badanie natomiast spojrzało na problem w skali globalnej, jednocześnie badając procesy zachodzące głęboko pod powierzchnią Ziemi.

Aby przeprowadzić badanie, Bowman zebrała informacje chemiczne z około 9000 próbek skał magmowych zebranych na całym świecie. Wszystkie skały były wzbogacone w rozpuszczony CO2, ważny składnik zwiększający prawdopodobieństwo koncentracji pierwiastków ziem rzadkich.

„Do stosunkowo niedawna ta podgrupa skał magmowych była jedynie ciekawostką” – powiedziała Gibson. „Geolodzy zbierali je z zapałem; studenci byli nimi zakłopotani na zajęciach praktycznych. Ale w ostatnich latach stały się bardzo istotne”. Bo nic tak nie mówi 'istotność' jak panika w globalnym łańcuchu dostaw.

Wiele z tych skał jest wysoce niezwykłych i zostało pierwotnie zidentyfikowanych w XIX i na początku XX wieku. Ich nazwy często pochodziły od miejsc, w których zostały odkryte, lub od dziwnych minerałów, które zawierały.

„Terminologia jest tak rozległa, że można by prawie stworzyć nowy język z tych nazw skał” – powiedziała Gibson. „To, wraz z ich naukową złożonością, wprowadziło zamieszanie i ludzie mieli tendencję do ich unikania”. Więc geolodzy wymyślili tajny język, aby trzymać wszystkich innych z daleka.

Fale sejsmiczne ujawniają ukryte wskazówki dotyczące pierwiastków ziem rzadkich

Naukowcy połączyli bazę danych skał ze szczegółowym obrazowaniem sejsmicznym wnętrza Ziemi. Wykorzystując fale sejsmiczne, zespół był w stanie odwzorować grubość i strukturę litosfery pod różnymi kontynentami.

„Wykorzystując fale sejsmiczne z trzęsień ziemi, możemy stworzyć przekrój litosfery, podobnie jak sonar może wykryć cechy dna morskiego” – powiedział profesor Sergei Lebedev, geofizyk zaangażowany w badanie. „Z tego mapowania widzimy, że grubość litosfery odgrywa rolę przewodnią w tym, gdzie znajdujemy te złoża”. Trzęsienia ziemi: niszczycielskie, ale także pomocne w poszukiwaniu minerałów.

Naukowcy odkryli, że skały o odpowiedniej chemii do wzbogacania w pierwiastki ziem rzadkich występują głównie wzdłuż stromych