Los investigadores han creado un nuevo mapa global que muestra rocas ígneas inusuales asociadas con elementos de tierras raras, descubriendo una conexión fascinante con las partes más antiguas y densas de los continentes de la Tierra.
El equipo internacional, dirigido por científicos del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge, descubrió que estas rocas ígneas ricas en tierras raras están fuertemente vinculadas a la diversidad de la rígida capa exterior de la litosfera del planeta. Sus hallazgos sugieren que la litosfera espesa juega un papel importante en la formación de tipos de rocas capaces de concentrar metales preciosos con el tiempo.
Investigación, publicada Naturaleza y GeografíaPuede ayudar a los científicos a identificar nuevos depósitos de tierras raras en todo el mundo.
“Nuestra investigación comienza a proporcionar una especie de poder predictivo sobre dónde podríamos esperar que se acumulen estas rocas y, por extensión, sus elementos de tierras raras asociados”, dijo la autora principal del estudio, la Dra. Emily Bowman de Cambridge Earth Sciences.
Los elementos de tierras raras son componentes importantes de muchas tecnologías modernas, incluidos los teléfonos inteligentes, los vehículos eléctricos y las turbinas eólicas. A medida que crece la demanda de tecnologías de energía limpia, los países buscan cada vez más suministros internos seguros en lugar de depender en gran medida de las importaciones de China.
Contiene corteza continental antigua.
Los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender por qué se encuentran depósitos de tierras raras en algunas regiones pero no en otras.
“Existe un importante interés científico en saber por qué se forman los depósitos de tierras raras”, afirmó la autora principal del estudio, la profesora Sally Gibson, autora principal del estudio en Cambridge Earth Sciences, que actualmente dirige un proyecto de investigación de un millón de libras centrado en este tema.
La mayoría de los estudios anteriores han examinado depósitos individuales o regiones específicas. En cambio, este estudio analizó el problema global mientras exploraba los procesos que ocurren en las profundidades de la superficie de la Tierra.
Para llevar a cabo el estudio, Bowman recopiló datos químicos de casi 9.000 muestras de rocas ígneas recolectadas en todo el mundo. Todas las rocas se enriquecieron en CO disuelto.2Un componente importante que aumenta la probabilidad de concentraciones de elementos de tierras raras.
“Hasta hace relativamente poco tiempo, estos subconjuntos de rocas ígneas eran meras curiosidades”, dijo Gibson. “Los geólogos los recogieron con interés, los estudiantes universitarios quedaron asombrados en las clases prácticas. Pero en los últimos años han adquirido mucha relevancia”.
Muchas de estas rocas son muy inusuales y fueron identificadas originalmente en el siglo XIX y principios del XX. Sus nombres muchas veces provienen de los lugares donde fueron descubiertos o de los peculiares minerales que contienen.
“La terminología es tan amplia que casi se podría crear un nuevo lenguaje a partir de estos nombres de rock”, dijo Gibson. “Eso, y su complejidad científica, agregaron confusión y la gente tendió a rehuirlos”.
Las ondas sísmicas revelan pistas ocultas de tierras raras
Los investigadores combinaron la base de datos de rocas con imágenes sísmicas detalladas del interior de la Tierra. Utilizando ondas sísmicas, el equipo pudo mapear el espesor y la composición de la litosfera debajo de los distintos continentes.
“Utilizando las ondas sísmicas de los terremotos, podemos crear una imagen transversal de la litosfera, como las características de un fondo marino de oro”, dijo el profesor Sergey Lebedev, geofísico involucrado en la investigación. “A partir de este mapeo podemos ver que el espesor de la litosfera juega un papel direccional en el lugar donde encontramos estos depósitos”.
Los científicos han descubierto que las rocas con la química adecuada para el enriquecimiento de tierras raras se encuentran principalmente a lo largo de los bordes escarpados de la litosfera más densa y antigua de la Tierra.
“Necesitábamos combinar estas dos piezas del rompecabezas, la química de las rocas y los datos sísmicos, para establecer la conexión”, dijo Gibson. “Las rocas con la química adecuada para la acreción se encuentran sólo en lugares muy específicos, principalmente a lo largo de los bordes empinados de la litosfera más gruesa y antigua de la Tierra”.
Cómo se forman lentamente los depósitos de tierras raras en las profundidades del subsuelo
Según los investigadores, la espesa litosfera mantiene la roca del manto bajo alta presión y relativamente fría, lo que limita su capacidad de derretirse. En estas condiciones, sólo se forma una pequeña cantidad de magma en las profundidades del subsuelo.
Estas bolsas de magma a menudo quedan atrapadas debajo de la litosfera, donde se enfrían lentamente y se solidifican en CO.2-roca ígnea rica. Los eventos geológicos posteriores pueden derretir parcialmente esas rocas nuevamente, permitiendo que los elementos de tierras raras se concentren más con el tiempo hasta formar depósitos económicamente valiosos.
El equipo ahora planea ampliar su investigación para incluir rocas de más de 200 millones de años, que contienen muchas de las minas y depósitos de tierras raras más grandes del mundo.
“Para este trabajo nos centramos principalmente en los depósitos que se formaron después de fases importantes de la desintegración de los principales continentes de la Tierra”, dijo Gibson. Explicó que la actividad geológica, como la formación de montañas y la ruptura de continentes, ha perturbado muchas de las rocas más antiguas, haciéndolas más difíciles de analizar. “Ahora que hemos establecido la existencia de este comportamiento sistemático, podemos retroceder en el tiempo. Va a ser más desafiante, pero tengo la esperanza de que sea un paso clave en la predicción de los fenómenos minerales”.
