Cientistas criam mapa do tesouro global apontando para depósitos escondidos de terras raras

A equipe internacional, liderada por cientistas do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Cambridge, descobriu que essas rochas ígneas ricas em terras raras estão fortemente ligadas à diversidade da rígida litosfera externa do planeta. Suas descobertas sugerem que a litosfera espessa desempenha um papel importante na formação de tipos de rochas capazes de concentrar metais preciosos ao longo do tempo.

Pesquisa, publicada Natureza e GeografiaPode ajudar os cientistas a identificar novos depósitos de terras raras em todo o mundo.

“Nossa pesquisa começa a fornecer uma espécie de poder preditivo sobre onde podemos esperar que essas rochas e, por extensão, seus elementos de terras raras associados se acumulem”, disse a autora principal do estudo, Dra. Emily Bowman, da Cambridge Earth Sciences.

Os elementos de terras raras são componentes importantes em muitas tecnologias modernas, incluindo smartphones, veículos elétricos e turbinas eólicas. À medida que cresce a procura de tecnologias de energia limpa, os países procuram cada vez mais abastecimentos internos seguros, em vez de dependerem fortemente das importações provenientes da China.

Contém crosta continental antiga

Os cientistas há muito que tentam compreender porque é que os depósitos de terras raras são encontrados em algumas regiões, mas não noutras.

“Há um interesse científico significativo sobre a formação de depósitos de terras raras”, disse a autora sênior do estudo, Professora Sally Gibson, autora sênior do estudo na Cambridge Earth Sciences, que atualmente lidera um projeto de pesquisa de £ 1 milhão focado neste tópico.

A maioria dos estudos anteriores examinou depósitos individuais ou regiões específicas. Em vez disso, este estudo analisou o problema global enquanto explorava processos que ocorrem nas profundezas da superfície da Terra.

Para realizar o estudo, Bowman compilou dados químicos de quase 9.000 amostras de rochas ígneas coletadas em todo o mundo. Todas as rochas foram enriquecidas em CO dissolvido₂Um componente importante que aumenta a probabilidade de concentrações de elementos de terras raras.

“Até há relativamente pouco tempo, estes subconjuntos de rochas ígneas eram meras curiosidades”, disse Gibson. “Os geólogos os coletaram com interesse; os alunos de graduação nas aulas práticas ficaram maravilhados com eles. Mas nos últimos anos eles se tornaram muito relevantes.”

Muitas dessas rochas são altamente incomuns e foram originalmente identificadas no século XIX e início do século XX. Seus nomes geralmente vêm dos locais onde foram descobertos ou dos minerais peculiares que contêm.

“A terminologia é tão ampla que você quase poderia criar uma nova linguagem a partir desses nomes do rock”, disse Gibson. “Isso, e sua complexidade científica, aumentaram a confusão, e as pessoas tenderam a evitá-los.”

Ondas sísmicas revelam pistas escondidas de terras raras

Os pesquisadores combinaram o banco de dados de rochas com imagens sísmicas detalhadas do interior da Terra. Usando ondas sísmicas, a equipe conseguiu mapear a espessura e a composição da litosfera abaixo dos vários continentes.

“Usando ondas sísmicas de terremotos, podemos criar uma imagem detalhada da litosfera, como identificar as características de um fundo marinho de ouro”, disse o professor Sergey Lebedev, geofísico envolvido no estudo. “A partir deste mapeamento podemos ver que a espessura litosférica desempenha um papel direcional no local onde encontramos esses depósitos.”

Os cientistas descobriram que as rochas com a química certa para o enriquecimento de terras raras são encontradas principalmente ao longo das bordas íngremes da litosfera mais densa e antiga da Terra.

“Temos que juntar essas duas peças do quebra-cabeça, a química das rochas e os dados sísmicos, para fazer a conexão”, disse Gibson. “Rochas com a química certa para acreção ocorrem apenas em locais muito específicos, principalmente ao longo das bordas íngremes da litosfera mais espessa e antiga da Terra.”

Como os depósitos de terras raras se formam lentamente no subsolo

Segundo os pesquisadores, a espessa litosfera mantém a rocha do manto sob alta pressão e relativamente fria, limitando o quanto ela pode derreter. Sob estas condições, apenas uma pequena quantidade de magma se forma nas profundezas do subsolo.

Estas bolsas de magma ficam frequentemente presas abaixo da litosfera, onde lentamente arrefecem e solidificam em CO.₂– Ricas rochas ígneas. Eventos geológicos subsequentes podem derreter parcialmente essas rochas novamente, permitindo que elementos de terras raras se tornem mais concentrados ao longo do tempo até formar depósitos economicamente valiosos.

A equipa planeia agora expandir a sua investigação para incluir rochas com mais de 200 milhões de anos, que contêm muitas das maiores minas e depósitos de terras raras do mundo.

“Para este trabalho nos concentramos principalmente nos depósitos que se formaram após as principais fases da ruptura dos principais continentes da Terra”, disse Gibson. Ele explica que a atividade geológica, como a formação de montanhas e a ruptura continental, perturbou muitas das rochas mais antigas, tornando-as mais difíceis de analisar. “Agora que estabelecemos a existência deste comportamento sistemático, podemos voltar no tempo. Será mais desafiador, mas tenho esperança de que este seja um passo fundamental na previsão dos fenômenos minerais.”