Изучение потухших вулканов представляет собой сложную задачу, поскольку человек не может наблюдать их извержения. Однако, применяя уникальную экспериментальную методику, ученые смогли воссоздать определённый тип потухшего вулкана в лабораторных условиях, что дало новые сведения о магме, которую они производят.
Источник изображения: pxhere.com
Исследования показали, что некоторые редкие виды магмы способны эффективно концентрировать редкоземельные элементы — металлы, критически важные для высоких технологий, таких как магниты для электромобилей и ветряных турбин. С ростом потребности в этих элементах, вызванным переходом на возобновляемые источники энергии и электрическим транспортом, задача поиска таких ресурсов становится всё более актуальной.
Несмотря на название, редкоземельные элементы не являются особенно редкими; сложность заключается в нахождении пород с достаточной концентрацией этих металлов для экономически целесообразной добычи. В новом исследовании, опубликованном в журнале «Geochemical Perspectives Letters», ученые обнаружили, что некоторые потухшие вулканы могут стать отличным местом для их поиска.
Особый интерес вызывает редкий тип магмы, содержащий высокое количество железа. В истории человечества не было зарегистрировано извержений этого типа магмы, и они известны только по останкам потухших вулканов, действовавших миллионы лет назад. Примеры таких вулканов включают Эль-Лако в Чили и Кируна в Швеции, где долгое время велась добыча железной руды. В прошлом году компания LKAB объявила Кируну крупнейшим месторождением редкоземельных элементов в Европе.
Открытие в Кируне заставило ученых задуматься о происхождении редкоземельных ресурсов в этом вулканическом железном руднике. Они знали о других породах, содержащих редкоземельные элементы, но ни одна из них не напоминает богатые железом потухшие вулканы. Возникает вопрос: является ли это геологической случайностью или магма с высоким содержанием железа обладает уникальными свойствами, способствующими концентрации редкоземельных элементов?.
Для проверки этой гипотезы ученые использовали поршневой цилиндр, помещая синтетический материал, имитирующий вулканические породы и магму, в капсулы из благородных металлов, таких как платина. Затем нагревали их до 1100 °C и помещали под давление, аналогичное 15 километрам в земной коре. В таких условиях они наблюдали, как железосодержащая магма образует пузырьки внутри более распространённой магмы, извлекая редкоземельные элементы из окружающей жидкости.
Эти пузырьки отличаются плотностью и вязкостью, отделяясь от бедной железом магмы, подобно тому, как вода и нефть образуют отдельные слои. Богатые железом магмы абсорбируют редкоземельные элементы так эффективно, что их содержание в них почти в 200 раз превышает уровень в обычных магмах.
Это открытие подтверждает, что в местах, подобных Кируне, наличие редкоземельных элементов не является случайным. Добыча этих металлов сосредоточена в нескольких странах, в основном в Китае, США, Мьянме и Австралии, и они классифицируются как «критические минералы» из-за своей важности и рисков в цепочке поставок.
С увеличением спроса на редкоземельные элементы происходят значительные инвестиции в исследование новых месторождений. Чем больше известно о таких местах, тем лучше промышленные компании могут планировать добычу, минимизируя финансовые, экологические и социальные издержки. Результаты показывают, что существующие рудники на потухших вулканах могут быть адаптированы для производства редкоземельных элементов, что добавит ценность к уже существующим операциям.
Источник: www.sciencealert.com
Источник
