Геологи разгадали, как образуются залежи редкоземельных элементов

Международная группа ученых разгадала давнюю геологическую загадку, как залежи редкоземельных элементов образуются под землей и куда они бесследно исчезают. Об этом сообщает Science Alert.

Под руководством геолога Майкла Аненбурга из Австралийского национального университета ученые изучили механизмы образования редкоземельных элементов (РЗЭ) внутри и вокруг вулканической карбонатитовой породы, которая тесно с ними связана.

Чтобы изучить процессы минерализации, Аненбург и его команда смоделировали ситуацию, когда карбонатитовая порода нагревается под высоким давлением перед охлаждением и сбросом давления, как это происходит в естественной среде. Они поместили небольшие количества синтетического карбонатита в серебряные и никелевые капсулы в устройстве с поршневым цилиндром, а затем подвергли образцы воздействию температур до 1200 °C (2192 °F) при давлении до 2,5 гигапаскалей (ГПа) перед постепенной декомпрессией и охлаждением до 200 °C (392 °F) и 0,2 ГПа.

До сих пор считалось, что определенные лиганды, молекулы, способные связываться с РЗЭ, включая хлор и фтор, необходимы для того, чтобы сделать элементы растворимыми и способными мобилизовать химические вещества до кристаллизованных концентраций. Но эксперимент показал другое. Оказалось, что щелочные химические вещества необходимы для переноса РЗЭ в карбонатиты и вокруг них в качестве прекурсора для минерализации, а натрий и калий помогают сделать элементы растворимыми.

«То, что мы наблюдали это в лабораторных условиях, не обязательно означает, что мы будем наблюдать те же самые реакции в открытых системах природы. Тем не менее, это шаг вперед, который пересматривает наши знания о фоновых процессах, связанных с образованием и концентрацией РЗЭ», – резюмируют исследователи.

Редкоземельные элементы (РЗЭ) – это набор из 17 ценных химических элементов, которые широко применяются в производстве технологических устройств от смартфонов до ветряных турбин и спутников. Они редко встречаются в земной коре, но иногда образуют концентрированные месторождения. Поиск и обнаружение именно таких и является задачей ученые.

Поскольку они редко встречаются в природе, особый интерес вызывает разведка именно концентрированных месторождений. До сих пор не существует единой модели, объясняющей залежи редкоземельных элементов.

Ранее «Наука» рассказала о пересмотре геологами масштабов самой глубокой пресноводной пещеры на Земле.

Фото: Shutterstock