В потухших вулканах нашли тайник Земли: проблема с редкоземельными элементами будет решена

На Земле вулканы, богатые железом, могут оказаться местом высоких концентраций редкоземельных элементов, пишет LiveScience.

В ходе недавних лабораторных экспериментов ученые выяснили, что богатая железом магма под давлением и высокой температурой образует отложения оксида железа-апатита. Он в свою очередь, разделяется на два несмешивающихся расплава, один из которых имеет высокую концентрацию редкоземельных элементов (РЗЭ).

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

"Содержание редкоземельных элементов может в 200 раз быть выше в богатой железом магме, чем в расплавах, богатых силикатами", — говорит ведущий автор исследования из Института геологии и геофизики Китайской академии наук Шэнчао Янь.

Исследование показывает, что отложения оксида железа и апатита – железо-фосфатного минерала, который добывается ради железа, также может оказаться хорошей целью для поиска РЗЭ.

Такие редкоземельные элементы, как лантаноиды, иттрий и скандий давно считаются главным ключом к переходу на зеленую энергетику. С усиливающимся климатическим кризисом экономики всего мира сталкиваются с растущим спросом на редкоземельные элементы.

Дело в том, что редкоземельные элементы не такие уж и редкие. Эти металлы можно обнаружить по всему миру, но чаще всего их концентрации слишком малы или же они спрятаны в других минералах. Именно эти особенности делают добыча РЗЭ экономически и экологически неустойчивой для большинства стран.

На данный момент 63% добычи РЗЭ в мире приходится на Китай.

В это же время, богатые редкоземельными элементами породы были найдены на железных рудниках в Кируне (Швеция), Эль-Лако (Чили) и в других местах. Большинство из этих рудников находятся на потухших вулканах, которые богаты железом и отличаются крупными месторождениями оксида железа-апатита.

"В большинстве случаев, когда мы находим редкоземельные элементы, мы делаем это случайно. В шахтах, где добывают оксид железа, магнетит и так далее, никогда не искали редкоземельные элементы", — говорит соавтор нового исследования из Австралийского национального университета в Канберре Майкл Аненбург.

Для того, чтобы выяснить, как редкоземельные элементы концентрируются в месторождениях оксида железа-апатита, ученые повергли магматические смеси воздействию вулканического давления и температуры в лаборатории. Исследователи смогли наблюдать за тем, как в созданных условиях магма разделялась на две несмешивающихся компонента: расплав фосфата железа и расплав силиката.

Редкоземельных элементов было больше в расплаве фосфата железа, чем в расплаве, богатом силикатами. Также ученые заметили, что концентрация более легких РЗЭ была сильнее, чем более тяжелых. Так, расплав фосфата железа был богат лантаном, который является самым легким из ряда лантаноидов.

Авторы исследования говорят, что их эксперименты могут помочь геологам понять механизм, с помощью которого эти расплавы обогащаются.