Cientistas mapeiam depósitos de terras raras em escala global pela primeira vez

Pesquisadores da Universidade de Cambridge identificaram um padrão global que revela onde rochas vulcânicas enriquecidas em elementos de terras raras têm maior probabilidade de se formar. O estudo combinou análise química de cerca de 9 mil amostras de rochas com mapeamento sísmico do interior profundo da Terra, estabelecendo uma conexão entre essas concentrações minerais e as estruturas geológicas mais antigas dos continentes.

A descoberta, publicada na revista Nature Geoscience, abre caminho para predizer novos depósitos desses metais essenciais para tecnologia moderna. Smartphones, veículos elétricos e turbinas eólicas dependem desses elementos, tornando a prospecção mais eficiente economicamente relevante em contexto de transição energética global.

Conexão entre estrutura terrestre e concentração de metais

A equipe, liderada pela Dra. Emilie Bowman do Departamento de Ciências da Terra de Cambridge, descobriu que rochas ricas em terras raras aparecem predominantemente nas bordas íngremes das regiões com litosfera mais espessa e antiga. A litosfera é a camada externa rígida da Terra, que inclui a crosta e a parte superior do manto.

As rochas enriquecidas em CO₂ dissolvido desempenham papel fundamental nesse processo. Essas rochas incomuns foram consideradas curiosidades geológicas até recentemente, quando sua importância econômica se tornou evidente para indústrias de tecnologia e energia renovável.

Os pesquisadores utilizaram ondas sísmicas de terremotos para criar imagens transversais da litosfera sob diferentes continentes. Esse mapeamento funcionou de forma similar a um sonar, revelando variações na espessura e estrutura das camadas terrestres que explicam a distribuição geográfica dos depósitos.

Processo geológico de concentração mineral

Sob pressão elevada e condições frias, a litosfera espessa limita a quantidade de fusão que ocorre nas profundezas. Pequenas quantidades de magma enriquecido em terras raras formam-se lentamente no subsolo, frequentemente aprisionadas sob a litosfera, onde esfriam e se solidificam em rochas ígneas ricas em CO₂.

Eventos geológicos posteriores podem derreter parcialmente essas rochas novamente. Quando isso ocorre, elementos de terras raras se concentram cada vez mais, até que depósitos economicamente viáveis se formam ao longo de milhões de anos. Esse processo ocorre principalmente nas bordas das antigas e espessas raízes continentais, onde condições específicas de temperatura e pressão prevalecem.

A Professora Sally Gibson, autora sênior do estudo, coordena atualmente um projeto de pesquisa de 1 milhão de libras dedicado ao tema. Ela destacou a complexidade científica dessas rochas, cujos nomes derivam geralmente dos locais onde foram descobertas ou dos minerais estranhos que continham, tornando a classificação confusa para cientistas.

Implicações para prospecção mineral global

O mapeamento oferece aos cientistas poder preditivo para identificar regiões com maior potencial de depósitos de terras raras. Países buscam cada vez mais fontes internas seguras desses metais, reduzindo dependência de importações concentradas na China.

Rochas com composição química apropriada para enriquecimento ocorrem apenas em locais muito específicos. A pesquisa revelou padrões sistemáticos que podem ser aplicados em escala continental para orientar expedições de prospecção mineral e avaliação de potencial geológico.

Os elementos de terras raras incluem:

• Lantânio, cério, praseodímio e neodímio
• Samário, európio, gadolínio e térbio
• Disprósio, hólmio, érbio e túlio
• Itérbio, lutécio e scandio

Próximas etapas e expansão da pesquisa

A equipe planeja expandir o estudo para incluir rochas com mais de 200 milhões de anos, que contêm muitas das principais minas e depósitos de terras raras do mundo. Atividades geológicas como formação de montanhas e rifteamento continental perturbaram muitas rochas mais antigas, tornando-as mais desafiadoras de analisar inicialmente.

O professor Sergei Lebedev, geofísico envolvido no estudo, explicou que mapear a litosfera através de ondas sísmicas permite visualizar estruturas internas comparáveis ao sonar submarino. Essa metodologia será aplicada retrospectivamente a períodos geológicos anteriores para refinar a compreensão global sobre formação de depósitos minerais.

Gibson reconheceu que retroceder ainda mais no tempo será desafiador, mas considera esse trabalho um passo fundamental para previsão precisa de ocorrências minerais. A pesquisa estabeleceu comportamento sistemático que permite aos geólogos buscar padrões similares em rochas de diferentes idades geológicas.

A metodologia combinou abordagens multidisciplinares: compilação de dados geoquímicos extensivos, integração de tecnologia sísmica avançada e análise comparativa de estruturas continentais. Bowman passou anos coletando e processando informações de amostras de rochas ígneas de diversos continentes, criando base de dados robusta para validar hipóteses sobre distribuição mineral.

Esses achados reforçam a importância de investigação geológica fundamental para desenvolvimento tecnológico sustentável. A demanda crescente por terras raras continuará impulsionando pesquisa de prospecção mineral apoiada em modelos científicos refinados, aumentando eficiência e reduzindo impactos ambientais de exploração não direcionada.