นักวิทยาศาสตร์ทำแผนที่แหล่งแร่หายากในระดับโลกเป็นครั้งแรก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ระบุรูปแบบทั่วโลกที่เผยให้เห็นบริเวณที่หินภูเขาไฟที่อุดมด้วยธาตุหายากมีแนวโน้มที่จะก่อตัวมากที่สุด การศึกษานี้ได้รวมการวิเคราะห์ทางเคมีของตัวอย่างหินประมาณ 9,000 ตัวอย่างเข้ากับการทำแผนที่แผ่นดินไหวภายในส่วนลึกของโลก ซึ่งสร้างความเชื่อมโยงระหว่างความเข้มข้นของแร่ธาตุเหล่านี้กับโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เก่าแก่ที่สุดของทวีป

การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geoscience เป็นการปูทางในการทำนายการสะสมใหม่ของโลหะที่จำเป็นเหล่านี้สำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ สมาร์ทโฟน ยานพาหนะไฟฟ้า และกังหันลมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเหล่านี้ ทำให้การสำรวจแร่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นมีความเกี่ยวข้องทางเศรษฐกิจในบริบทของการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลก

การเชื่อมต่อระหว่างโครงสร้างดินกับความเข้มข้นของโลหะ

ทีมงานที่นำโดยดร. เอมิลี โบว์แมน จากภาควิชาธรณีศาสตร์แห่งเคมบริดจ์ พบว่าหินที่อุดมด้วยดินหายากปรากฏเป็นส่วนใหญ่บนขอบที่สูงชันของบริเวณที่มีเปลือกโลกหนาและเก่าแก่กว่า เปลือกโลกเป็นชั้นนอกสุดแข็งของโลก ซึ่งรวมถึงเปลือกโลกและเนื้อโลกตอนบน

หินที่อุดมด้วย CO₂ ที่ละลายน้ำ มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ หินที่ผิดปกติเหล่านี้ถือเป็นสิ่งแปลกประหลาดทางธรณีวิทยาจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เมื่อความสำคัญทางเศรษฐกิจของหินเหล่านี้ปรากฏชัดต่ออุตสาหกรรมเทคโนโลยีและพลังงานหมุนเวียน

นักวิจัยใช้คลื่นแผ่นดินไหวจากแผ่นดินไหวเพื่อสร้างภาพตัดขวางของเปลือกโลกใต้ทวีปต่างๆ การทำแผนที่นี้ทำงานในลักษณะเดียวกันกับโซนาร์ โดยเผยให้เห็นความแปรผันของความหนาและโครงสร้างของชั้นโลกที่อธิบายการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของตะกอน

กระบวนการทางธรณีวิทยาของความเข้มข้นของแร่ธาตุ

ภายใต้ความกดดันสูงและสภาวะเย็น เปลือกโลกหนาจะจำกัดปริมาณการหลอมละลายที่เกิดขึ้นที่ระดับความลึก แมกมาที่อุดมด้วยธาตุหายากจำนวนเล็กน้อยก่อตัวขึ้นอย่างช้าๆ ใต้ดิน และมักจะติดอยู่ใต้เปลือกโลก ซึ่งพวกมันจะเย็นตัวลงและแข็งตัวเป็นหินอัคนีที่มีคาร์บอนไดออกไซด์สูง

เหตุการณ์ทางธรณีวิทยาในภายหลังอาจทำให้หินเหล่านี้ละลายอีกครั้ง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ธาตุหายากจะมีความเข้มข้นมากขึ้น จนกระทั่งแหล่งสะสมที่สามารถใช้ประโยชน์ได้ในเชิงเศรษฐกิจก่อตัวเป็นเวลาหลายล้านปี กระบวนการนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ขอบของรากทวีปโบราณที่มีความหนา ซึ่งมีอุณหภูมิและความดันจำเพาะเหนือกว่า

ศาสตราจารย์แซลลี่ กิบสัน ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ กำลังประสานงานโครงการวิจัยมูลค่า 1 ล้านปอนด์สำหรับหัวข้อนี้ เธอเน้นย้ำถึงความซับซ้อนทางวิทยาศาสตร์ของหินเหล่านี้ ซึ่งชื่อมักมาจากสถานที่ที่พวกเขาค้นพบหรือแร่ธาตุแปลกๆ ที่พวกมันมีอยู่ ซึ่งทำให้การจำแนกประเภทสับสนสำหรับนักวิทยาศาสตร์

ผลกระทบต่อการสำรวจแร่ทั่วโลก

การทำแผนที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคาดการณ์พื้นที่ที่มีศักยภาพในการสะสมของธาตุหายากได้มากที่สุด ประเทศต่างๆ กำลังมองหาแหล่งที่มาของโลหะเหล่านี้ในประเทศที่ปลอดภัยมากขึ้น ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาการนำเข้าที่กระจุกตัวอยู่ในจีน

Leia Tambem

นีซกลับมาแซงแซงเอเตียน 2-1 ในนาทีที่ 81; ไคล์ บูดาเช่ ยิงประตูชัย

แซงต์ เอเตียน ตีเสมอ นีซ 1-1 โดยดาวิตาชวิลีได้จุดโทษตรวจสอบโดย VAR ในนาทีที่ 79

นีซปิดโลง เอเย่ วาฮี ยิงประตูที่ 3 แซงแซงเอเตียน 3-1 ในนาทีที่ 87

หินที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมาะสมสำหรับการเสริมสมรรถนะจะเกิดขึ้นเฉพาะในบริเวณที่เจาะจงเท่านั้น การวิจัยเผยให้เห็นรูปแบบที่เป็นระบบที่สามารถนำไปใช้ในระดับทวีปเพื่อเป็นแนวทางในการสำรวจแร่และการประเมินศักยภาพทางธรณีวิทยา

ธาตุหายากได้แก่:

• แลนทานัม ซีเรียม พราซีโอดิเมียม และนีโอดิเมียม
• ซาแมเรียม ยูโรเพียม แกโดลิเนียม และเทอร์เบียม
• ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม และทูเลียม
• อิตเทอร์เบียม ลูเทเซียม และสแกนเดียม

ขั้นตอนต่อไปและการขยายงานวิจัย

ทีมงานวางแผนที่จะขยายการศึกษาให้ครอบคลุมหินอายุมากกว่า 200 ล้านปี ซึ่งประกอบด้วยเหมืองสำคัญๆ ของโลกและแหล่งแร่หายากหลายแห่ง กิจกรรมทางธรณีวิทยา เช่น การสร้างภูเขาและการแตกแยกของทวีปได้รบกวนหินเก่าแก่จำนวนมาก ทำให้วิเคราะห์ได้ยากขึ้นในขั้นต้น

ศาสตราจารย์ Sergei Lebedev นักธรณีฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ อธิบายว่าการทำแผนที่เปลือกโลกโดยใช้คลื่นแผ่นดินไหวช่วยให้เราเห็นภาพโครงสร้างภายในที่เทียบได้กับโซนาร์ใต้น้ำ วิธีการนี้จะนำไปใช้ย้อนหลังกับช่วงทางธรณีวิทยาก่อนหน้านี้ เพื่อปรับปรุงความเข้าใจทั่วโลกเกี่ยวกับการก่อตัวของแหล่งแร่

Gibson ยอมรับว่าการย้อนเวลากลับไปในอดีตนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย แต่ถือว่างานนี้ถือเป็นก้าวพื้นฐานในการทำนายการเกิดแร่ธาตุได้อย่างแม่นยำ การวิจัยนี้ได้กำหนดพฤติกรรมที่เป็นระบบซึ่งช่วยให้นักธรณีวิทยาสามารถมองหารูปแบบที่คล้ายคลึงกันในหินที่มีอายุทางธรณีวิทยาต่างกันได้

วิธีการวิทยาเป็นการผสมผสานแนวทางจากหลากหลายสาขา ได้แก่ การรวบรวมข้อมูลธรณีเคมีที่ครอบคลุม การบูรณาการเทคโนโลยีแผ่นดินไหวขั้นสูง และการวิเคราะห์เปรียบเทียบโครงสร้างทวีป Bowman ใช้เวลาหลายปีในการรวบรวมและประมวลผลข้อมูลจากตัวอย่างหินอัคนีจากหลายทวีป เพื่อสร้างฐานข้อมูลที่แข็งแกร่งเพื่อตรวจสอบสมมติฐานเกี่ยวกับการกระจายตัวของแร่ธาตุ

การค้นพบนี้ตอกย้ำความสำคัญของการตรวจสอบทางธรณีวิทยาขั้นพื้นฐานเพื่อการพัฒนาเทคโนโลยีที่ยั่งยืน ความต้องการแร่หายากที่เพิ่มขึ้นจะยังคงขับเคลื่อนการวิจัยการสำรวจแร่ที่ได้รับการสนับสนุนจากแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการขัดเกลา โดยเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการสำรวจที่ไม่ได้กำหนดทิศทาง