Vzácne zeminy sú kľúčové pre smartfóny, veterné turbíny aj elektromobily, no ich nové zdroje sa nehľadajú ľahko. Tím z University of Cambridge teraz zostavil globálny atlas nezvyčajných magmatických hornín bohatých na CO2, ktoré sú podľa výskumu hlavným zdrojom týchto prvkov. Výsledok naznačuje, že takéto horniny sa často viažu na hrubé a staré jadrá kontinentov, a tým môže pomôcť presnejšie odhadovať, kde by sa mohli nachádzať nové ložiská.
Scientists map rocks with rare earth element potential, helping pinpoint new deposits.
Štúdia publikovaná v časopise Nature Geoscience vychádza z mapovania výskytu CO2-bohatých magmatických hornín a z porovnania s údajmi o vnútornej stavbe Zeme. Autori tvrdia, že rozloženie týchto hornín úzko súvisí s vlastnosťami litosféry, teda pevnej vonkajšej vrstvy planéty. Podľa vedcov je dôležitá najmä jej hrúbka: v hrubšej litosfére sa môžu vytvárať podmienky, v ktorých sa roztavená hornina zachytí v hĺbke, pomaly chladne a postupne koncentruje kovy.
Dr Emilie Bowman, hlavná autorka štúdie z Cambridge Earth Sciences, uviedla, že výskum začína prinášať akúsi prediktívnu schopnosť pri odhade, kde by sa tieto horniny a s nimi spojené ložiská vzácnych zemín mohli vytvárať. Profesor Sally Gibson, ktorá je senior autorkou práce, zdôraznila, že doterajší výskum sa často sústreďoval na jednotlivé lokality alebo regióny, zatiaľ čo tento tím sa pokúsil pozrieť na problém v globálnom meradle.
Vedci zostavili chemické údaje o 9 000 vzorkách magmatických hornín z celého sveta. Všetky boli obohatené o rozpustené CO2, ktorý podľa štúdie zvyšuje potenciál na koncentráciu vzácnych zemín. Tím potom tieto údaje prepojil s detailnými informáciami o vnútri Zeme vrátane seizmických dát, ktoré umožňujú vytvárať obraz litosféry podobne, ako sonar odhaľuje dno mora.
Z výsledkov vyplýva, že horniny s vhodnou chémiou sa vyskytujú len na veľmi špecifických miestach, najmä pozdĺž strmých okrajov najhrubšej a najstaršej litosféry. V takýchto oblastiach zostáva materiál plášťa pod vysokým tlakom a relatívne chladný, čo obmedzuje tavenie. Vznikajú len malé objemy magmy, ktoré sa môžu zachytiť pri báze litosféry a tam stuhnúť do CO2-bohatých magmatických hornín. K samotnému obohateniu kovmi však podľa autorov dochádza až neskôr, keď sa tieto horniny znovu roztavia a prvky sa koncentrujú natoľko, že môže vzniknúť využiteľná ruda.
Význam takéhoto mapovania presahuje geologickú zaujímavosť. Vzácne zeminy sú dôležité pre moderné technológie aj pre energetickú transformáciu a mnohé krajiny sa snažia znižovať závislosť od dovozu, najmä z Číny. Presnejšie modely výskytu ložísk by preto mohli pomôcť pri hľadaní domácich zdrojov, ktoré sú z pohľadu dodávok bezpečnejšie a potenciálne aj udržateľnejšie.
Prečo sú vzácne zeminy strategické
Vzácne zeminy nie sú „vzácne“ preto, že by sa na Zemi takmer nevyskytovali. Problém je skôr v tom, že sa často nachádzajú rozptýlené a ich ekonomicky využiteľné koncentrácie vznikajú len za veľmi špecifických geologických podmienok. Preto je ich hľadanie náročné a drahé.
V praxi ide o suroviny, ktoré sa používajú v širokom spektre technológií. Patria sem zariadenia každodennej spotreby, ale aj komponenty pre čistú energiu. Práve preto sa o ne zaujímajú nielen geológovia, ale aj priemysel a štáty, ktoré chcú mať stabilnejšie dodávateľské reťazce.
Čo sú CO2-bohaté magmatické horniny
Ide o osobitnú skupinu magmatických hornín, ktoré obsahujú zvýšené množstvo rozpusteného oxidu uhličitého. V geológii sa dlhý čas považovali skôr za kuriozitu, no v posledných rokoch sa ukazuje, že môžu byť dôležitým kľúčom k pochopeniu vzniku ložísk vzácnych zemín.
Niektoré z týchto hornín boli prvýkrát opísané už v 19. a začiatkom 20. storočia. Ich názvy často pochádzajú z miest nálezu alebo z nezvyčajných minerálov, ktoré obsahujú. Aj preto je ich terminológia veľmi rozvetvená a pre nezasvätených pôsobí chaoticky. To je jeden z dôvodov, prečo sa im geológovia dlho venovali menej, než by si ich význam zaslúžil.
Ako do toho vstupuje litosféra
Litosféra je pevná vonkajšia vrstva Zeme a jej hrúbka sa na rôznych miestach líši. Podľa štúdie práve táto hrúbka výrazne ovplyvňuje, kde sa môžu vytvárať horniny s potenciálom na obohatenie o vzácne zeminy.
V hrubších častiach litosféry zostáva materiál plášťa pod vysokým tlakom a pri nižšej teplote, čo potláča rozsiahle tavenie. Namiesto veľkých objemov magmy vznikajú len malé kapsy roztaveniny, ktoré sa môžu zachytiť v hĺbke. Ak sa neskôr znovu roztavia, kovové prvky sa môžu koncentrovať do podoby ložiska.
Prečo je dôležité mapovať geológiu v globálnom meradle
Mnohé geologické štúdie sa zameriavajú na jednotlivé bane, lokality alebo regióny. Takýto prístup je užitočný, no nemusí odhaliť širší vzorec. Práve preto je dôležité, že Cambridge tím spojil chemické údaje s informáciami o vnútornej stavbe Zeme a hľadal súvislosti naprieč kontinentmi.
Takýto prístup môže pomôcť odhaliť, prečo sa niektoré ložiská tvoria práve tam, kde sa tvoria. V geológii je to zásadná otázka, pretože bez pochopenia podmienok vzniku sa nové zdroje hľadajú len metódou pokusov a omylov.
Čo zostáva otvorené a kam sa výskum posunie ďalej
Autori štúdie zatiaľ zamerali mapu najmä na horniny vzniknuté po hlavných fázach rozpadu veľkých kontinentov. Teraz chcú rozšíriť analýzu aj na horniny staršie ako 200 miliónov rokov, ktoré hostia väčšinu ekonomicky významných ložísk a baní vzácnych zemín na svete.
To bude náročnejšie, pretože staršie horniny boli počas neskorších tektonických procesov, ako sú vrásnenie a rifting, často prepracované a ťažšie sa študujú. Vedci však veria, že ak sa podarí potvrdiť rovnaký systémový vzorec aj v hlbšej minulosti Zeme, môže to byť dôležitý krok k presnejšiemu predpovedaniu výskytu minerálnych surovín.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
