Международная группа ученых под руководством специалистов из Кембриджского университета составила глобальную карту регионов, перспективных для поиска редкоземельных металлов. Исследование, опубликованное в журнале «Nature Geoscience», впервые связывает залежи этих критически важных ресурсов со структурными особенностями древнейших и наиболее мощных участков земной коры.
Редкоземельные элементы необходимы для производства высокотехнологичной продукции, включая смартфоны, электромобили и ветрогенераторы. На фоне растущего спроса на технологии чистой энергетики многие государства стремятся диверсифицировать цепочки поставок и снизить зависимость от импорта из Китая, который сейчас контролирует значительную часть мирового рынка. Разработанный учеными метод позволяет точнее прогнозировать места залегания этих металлов в глобальном масштабе.
Авторы исследования сопоставили геохимические данные около девяти тысяч образцов магматических пород, собранных по всему миру, с результатами сейсмического зондирования недр. Анализ прохождения сейсмических волн, возникающих при землетрясениях, позволил геологам визуализировать структуру и толщину литосферы – твердой внешней оболочки планеты. Выяснилось, что породы, обогащенные редкоземельными элементами, локализованы в строго определенных зонах – вдоль крутых границ наиболее мощной и древней литосферы.
Особое значение для концентрации металлов имеет высокое содержание в магме растворенного углекислого газа. Геологи объясняют этот механизм особенностями давления и температур под толстой литосферной плитой. В этих условиях плавление мантии ограничено, из-за чего на большой глубине образуются лишь небольшие объемы магмы. Она застревает под литосферой, постепенно остывает и кристаллизуется в магматические породы, богатые диоксидом углерода. Последующие геологические процессы вызывают их повторное частичное плавление, что приводит к экстремальной концентрации редкоземельных элементов.
Ранее подобные вулканические породы считались скорее минералогической редкостью и не изучались в глобальном масштабе. На следующем этапе исследований группа планирует проверить предложенную модель на геологических структурах возрастом более 200 миллионов лет, в которых сосредоточено большинство разрабатываемых сегодня месторождений. Это сопряжено с трудностями из-за тектонических деформаций древних плит, однако позволит значительно расширить прогнозирование минеральных ресурсов.
