Hogyan alakulnak ki a ritkaföldfémek?
Az új tanulmány szerint a ritkaföldfémek bolygónk köpenyében alakulnak ki, főként nátriumban, káliumban gazdag, valamint karbonátokban bővelkedő olvadékokban, például kalcitot és dolomitot tartalmazó rendszerekben. Ezeket a magmatípusokat alkáli- és karbonatitmagmának nevezik, amelyek főként ott jönnek létre, ahol régen egy tektonikus lemez alábukott a másik alá, azaz szubdukciós zónák felett. Ahogy egy lemez a másik alá bukik, különféle anyagok – köztük víz, fluor, klór, bróm, jód és más elemek – szabadulnak fel, amelyek reakcióba lépnek a köpeny kőzeteivel. Ennek hatására úgynevezett termékenyített köpenyrészek alakulnak ki, amelyek hosszú időn keresztül megőrzik ezt a sajátosságukat.
Az idők folyamán felhalmozódó mozaikok
Ezek a termékenyített köpenydarabok évszázmilliókig, akár több milliárd évig is stabilak maradhatnak, majd különféle földtani folyamatok hatására – például egy újabb köpenyplúma, kéregvékonyodás vagy a felszíni jég eltűnése – részlegesen megolvadnak, magukba gyűjtve a ritkaföldfémeket. Érdekesség, hogy gyakran óriási időbeli különbség van a termékenyített övezetek kialakulása és a felettük megjelenő magmatikus képződmények, illetve a ritkaföldfém-ásványok előfordulása között. Ez azt mutatja, hogy bizonyos földrészek alatt a köpeny akár több százmillió évig is megőrzi ezeket az ásványi anyagokat, mielőtt megfelelő körülmények adódnának felszínre jutásukhoz.
Új irány a bányászatban?
A kutatók a Föld kéregmozgásait és szubdukciós eseményeit modellezték az elmúlt 2 milliárd évben, majd a jelenlegi ritkaföldfém-lelőhelyeket és a magmás gócpontokat ezekhez viszonyították. Az eredmények szerint a jelenlegi ismert ritkaföldfém-telepek 72%-a, az alkáli- és karbonatit magmatikus testek 67%-a olyan régiók felett található, ahol korábban termékenyített köpeny volt. Még látványosabb az összefüggés az 540 millió évnél régebbi leletekkel: itt 92%-ban egybeesést tapasztaltak. Azok az esetek, ahol nincs megfelelés, valószínűleg a 2 milliárd évnél is öregebb szubdukciós területekhez köthetők, amelyekről kevés az adat.
Stratégiai előnyhöz juthatnak az országok
A Föld köpenye a kérgünk alatt helyezkedik el, és a külső magot öleli körül. Az ebben megbúvó ritkaföldfém-telepek megtalálása ezután sokkal céltudatosabbá válhat: a legjobb eséllyel ott érdemes keresni, ahol ősi szubdukciós zónák és stabil, vastag kéregszerkezet található. A világon ott is koncentrálódhatnak ritkaföldfém-telepek, ahol több termékenyített régió átfedésbe kerül.
Ma 17 ritkaföldfém-elemet különböztetünk meg, ezek nélkülözhetetlen összetevői az elektromos járművek akkumulátorainak, szélturbináknak és az okostelefonoknak. Most a kutatók azt remélik, hogy modelljeiket tovább finomítva és még korábbi földtani eseményeket rekonstruálva világszerte jóval könnyebben lehet új nyersanyagforrásokat találni – így csökkenthető a ritkaföldfémek miatti geopolitikai feszültség, s stratégiát is könnyebb alkotni az ellátás biztosítására.
