Потухшие вулканы Земли могут быть неиспользованным источником крайне востребованных редкоземельных элементов. Серия лабораторных экспериментов показала, что некоторые из этих 17 элементов могут скрываться в таинственной богатой железом магме, захороненной в этих ранее взрывоопасных формах рельефа.Потухшие вулканы могут стать новым источником редкоземельных элементов, которые крайне востребованы в промышленности. Лабораторные эксперименты показали, что некоторые из 17 таких элементов могут находиться в богатой железом магме, скрытой в этих древних вулканах.
Потухшие вулканы — это вулканические образования, которые, как считают ученые, больше не активны. Например, гора Тильсен в Орегоне не извергалась около 300 тысяч лет, и эрозия разрушила её конус, что подтверждает окончание её активности. В то же время, другие вулканы, такие как гора Сент-Хеленс, могут «дремать» тысячи лет, прежде чем снова извергнуться. Для некоторых вулканов нет достаточной информации, чтобы окончательно признать их потухшими.
Эти вулканы могут быть источниками редкоземельных элементов, таких как гадолиний, празеодим, церий, самарий, лантан и неодим. Эти элементы необходимы для создания современных технологий — от смартфонов и телевизоров до ветряных турбин и батарей для электромобилей. Несмотря на то, что редкоземельные элементы довольно распространены, их концентрация в природных рудах невелика, что затрудняет добычу.
Как отметил соавтор исследования Майкл Аненбург из Австралийского национального университета, редкоземельные элементы встречаются в природе примерно так же часто, как свинец и медь. Однако их добыча и извлечение требуют значительных усилий и затрат. Чтобы найти новые источники, Аненбург и его коллеги исследовали магму потухших вулканов, богатую железом. Оказалось, что она способна концентрировать редкоземельные элементы в 100 раз эффективнее, чем магма активных вулканов.
Исследователи провели моделирование вулканических извержений в лаборатории, нагревая образцы пород до экстремальных температур. В результате экспериментов были обнаружены пузырьки магматической жидкости и оксид железа, что свидетельствовало о присутствии редкоземельных элементов.
«Мы никогда не видели, чтобы богатая железом магма извергалась из действующих вулканов, но знаем, что потухшие вулканы, такие как Эль-Лако в Чили, могли быть связаны с этим типом извержений», — отметил Аненбург. Это открытие указывает на перспективность исследования потухших вулканов для поиска редкоземельных элементов.
Хотя этот подход пока находится на стадии экспериментов, он открывает новые возможности. Добыча алмазов и меди уже осуществляется в потухших вулканах, но это сопряжено с рисками из-за нехватки данных о некоторых потенциальных месторождениях. Ожидается, что спрос на редкоземельные элементы вырастет в пять раз к 2030 году, поскольку мир всё активнее переходит на возобновляемую энергию. Сегодня крупнейшими месторождениями редкоземельных элементов владеют Китай, Швеция и Австралия, а перспективные месторождения могут находиться и в США, включая Аляску, Вайоминг и Техас.
Потухшие вулканы — это вулканические горы, которые, по мнению ученых, больше не извергнутся. По данным USGS, довольно легко определить, что некоторые вулканы потухли. Гора Тильсен в Орегоне последний раз извергалась около 300 000 лет назад , и эрозия стерла большую часть ее конуса. Гора была холодной и тихой, и ее вулканический период явно закончился. Однако другие вулканы, включая печально известную гору Сент-Хеленс, могут бездействовать в течение десятков тысяч лет, прежде чем снова извергнуться. По некоторым вулканам просто недостаточно надежных геологических данных, чтобы действительно объявить их потухшими.
Потухшие вулканы могут быть источником редкоземельных элементов, включая гадолиний, празеодим, церий, самарий, лантан и неодим. Редкоземельные элементы необходимы для создания устройств, которые мы используем каждый день — смартфонов, планшетов, телевизоров с плоским экраном, магнитов и даже ракет и поездов. Они также необходимы для создания лучших технологий возобновляемой энергии, включая ветряные турбины и аккумуляторы для электромобилей. Сами по себе редкоземельные элементы довольно распространены, но уровень их концентрации в рудах может быть довольно низким.
«Редкоземельные элементы не так уж редки», — заявил в своем заявлении соавтор исследования и геохимик из Австралийского национального университета Майкл Аненбург. «По распространенности они схожи со свинцом и медью. Но разрушение и извлечение этих металлов из минералов, в которых они находятся, — сложная и дорогостоящая задача».
Чтобы найти новые источники редкоземельных элементов , Аненбург и соавторы из Университета Китайской академии наук изучили богатую железом магму потухших вулканов. По словам команды , эта магма в 100 раз более эффективна в концентрации редкоземельных металлов, чем магмы, которые обычно извергаются из действующих вулканов.
Команда смоделировала вулканические извержения в лаборатории, используя породы, похожие на те, что были обнаружены в богатых железом потухших вулканах. Камни были помещены в печь под давлением, чтобы нагреть их до чрезвычайно высоких температур. В конце концов они расплавились, и команда всмотрелась в элементы внутри пород. Они увидели пузырьки магматической-гидротермальной жидкости и пары оксида железа-пузырь, что указывало на присутствие в магме некоторых редкоземельных элементов, таких как лантан, церий, неодим.
«Мы никогда не видели, чтобы богатая железом магма извергалась из действующего вулкана, но мы знаем, что некоторые потухшие вулканы, которым миллионы лет, имели этот загадочный тип извержения», — сказал Аненбург. «Наши результаты показывают, что эти богатые железом потухшие вулканы по всему миру, такие как Эль-Лако в Чили, можно изучать на предмет наличия редкоземельных элементов».
Хотя в настоящее время это находится на экспериментальной стадии, результаты указывают на то, что потухшие вулканы могут быть местом для поиска этих элементов. Алмазы и медь уже добываются в эродированных или потухших вулканах, но это не означает, что это не рискованно, поскольку у нас нет достаточных геологических данных о некоторых потенциально потухших вулканах.
Ожидается, что спрос на редкоземельные элементы увеличится в пять раз к 2030 году, поскольку все больше стран переходят на возобновляемые источники энергии и более чистые технологии. В настоящее время Китай обладает крупнейшим известным месторождением редкоземельных элементов на планете. Швеция является родиной крупнейшего в Европе месторождения редкоземельных минералов, а Австралия является родиной одного в Маунт-Уэлд и других около Даббо и Алис-Спрингс. Они также были обнаружены на руднике Маунтин-Пасс в Калифорнии , а потенциальные месторождения также могут быть на Аляске, в Вайоминге и Техасе.
