Международная команда ученых создала новую глобальную карту, которая показывает, где на Земле встречаются необычные вулканические породы, связанные с редкоземельными элементами.
Исследование возглавили специалисты из Департамента наук о Земле Кембриджского университета. Они обнаружили, что такие породы тесно связаны с самыми древними и толстыми участками континентов.
По словам авторов работы, это открытие может помочь лучше предсказывать, где в будущем стоит искать новые редкоземельные месторождения.
Почему редкоземельные элементы так важны
Редкоземельные элементы нужны для многих современных технологий. Они используются в смартфонах, электромобилях и ветряных турбинах.
На фоне растущего спроса на технологии чистой энергии разные страны все активнее ищут собственные источники таких элементов, чтобы меньше зависеть от импорта из Китая.
Но долгое время оставался важный вопрос: почему редкоземельные месторождения появляются в одних регионах, а в других их нет?
Подсказка оказалась глубоко под континентами
Раньше ученые чаще изучали отдельные месторождения или конкретные регионы. В новой работе исследователи посмотрели на проблему в глобальном масштабе.
Для этого они собрали химические данные примерно по 9000 образцов магматических пород со всего мира. Все эти породы были обогащены растворенным CO2 — важным компонентом, который повышает вероятность концентрации редкоземельных элементов.
Многие из таких пород необычны сами по себе. Некоторые из них были описаны еще в XIX и начале XX века, а их названия часто происходили от мест, где их нашли, или от странных минералов внутри.
Как землетрясения помогли составить карту
Затем ученые совместили базу данных по породам с сейсмическими изображениями земных недр.
С помощью волн от землетрясений исследователи смогли увидеть толщину и структуру литосферы — жесткой внешней оболочки планеты.
Именно здесь появилась главная закономерность: породы с подходящей химией для накопления редкоземельных элементов чаще всего встречаются вдоль крутых краев самой толстой и древней литосферы.
Проще говоря, ценные подсказки находятся не просто на поверхности. Они связаны с тем, как устроены глубокие и старые части континентов.
Как формируются такие залежи
По версии исследователей, толстая литосфера удерживает мантийные породы под высоким давлением и в относительно прохладных условиях. Из-за этого плавление идет ограниченно, и глубоко под землей образуются небольшие объемы магмы.
Такая магма может застревать под литосферой, медленно остывать и превращаться в магматические породы, богатые CO2.
Позже новые геологические процессы могут частично расплавлять эти породы снова. В результате редкоземельные элементы постепенно концентрируются все сильнее, пока со временем не формируются месторождения, которые уже могут иметь экономическую ценность.
Что ученые будут делать дальше
Пока исследователи сосредоточились на месторождениях, которые сформировались после основных этапов распада крупных континентов Земли.
Следующий шаг — изучить породы старше 200 миллионов лет. Именно среди них находятся многие крупные редкоземельные рудники и месторождения мира.
Авторы признают, что это будет сложнее: более древние породы часто были нарушены горообразованием и континентальным рифтингом. Но теперь, когда ученые нашли системную закономерность, они надеются использовать ее для более точного поиска минеральных ресурсов.
