I minerali formati da magma ricco di ferro contengono concentrazioni dei cosiddetti elementi delle terre rare. Identificare i depositi formati da questo magma intorno a vulcani estinti potrebbe essere la strada per garantire che questi elementi siano ampiamente disponibili, e prevenire potenziali conflitti globali e carenze.
Gli elementi dal lantanio al lutezio nella tavola periodica, più lo scandio e lo ittrio, sono collettivamente conosciuti come terre rare. Il nome è un po’ fuorviante – molti di questi elementi sono molto più abbondanti nella crosta terrestre rispetto all’argento o al mercurio, e simili al rame, ma non subiscono gli stessi processi di concentrazione. Di conseguenza, i depositi commercialmente vantaggiosi di terre rare sono stati difficili da trovare.
Questo non era importante fino a quando diversi elementi delle terre rare sono diventati cruciali per la produzione di tecnologie utilizzate in beni di consumo come smartphone e TV a schermo piatto. La domanda in rapida crescita è esplosa con l’uso di alcune terre rare nella produzione di magneti permanenti per veicoli elettrici e turbine eoliche che richiedono una manutenzione meno frequente, una caratteristica particolarmente apprezzata per i parchi eolici offshore.
La Cina ha capito l’importanza delle terre rare prima dell’Occidente e ora domina l’estrazione e la lavorazione, utilizzando restrizioni per mantenere il suo vantaggio manifatturiero. In ritardo, politici e aziende minerarie occidentali si sono rivolti ai geologi per aiuto, e il dottor Michael Anenburg dell’Università Nazionale Australiana e colleghi hanno risposto alla chiamata.
Anenburg è consapevole che alcuni vecchi depositi vulcanici sono ricchi di ferro rispetto a quelli prodotti più di recente. “Non abbiamo mai visto un magma ricco di ferro eruttare da un vulcano attivo, ma sappiamo che alcuni vulcani estinti, che hanno milioni di anni, hanno avuto questo enigmatico tipo di eruzione”, ha dichiarato Anenburg.
Anenburg e colleghi sospettavano che i depositi di apatite ossidica di ferro (IOA) provenissero da vecchi vulcani, ma le loro origini sono ancora oggetto di dibattito. Il team ha fuso rocce ricche di fosfati di ferro e silicati a temperature comprese tra 800°C e 1150°C e pressioni trovate in profondità all’interno della Terra. Sono riusciti a replicare molte delle caratteristiche dei depositi di IOA, comprese le loro bolle distintive.
Nel processo, hanno scoperto che le rocce simili all’IOA che hanno prodotto erano arricchite negli elementi delle terre rare più leggeri rispetto a quelli più pesanti, una caratteristica già osservata in alcuni depositi. “Le nostre scoperte suggeriscono che questi vecchi vulcani ricchi di ferro in tutto il mondo, come El Laco in Cile, potrebbero essere studiati per la presenza di elementi delle terre rare”, ha detto Anenberg.
Un deposito di IOA nel nord della Svezia è stato dimostrato lo scorso anno contenere la più grande risorsa di elementi della Terra in Europa. Gli elementi delle terre rare sono costosi in parte perché i depositi tendono ad avere concentrazioni più basse rispetto ad altri elementi molto richiesti, ma anche perché estrarli è molto più difficile.
Le varie terre rare hanno chimiche così simili tra loro che separarle è attualmente un processo costoso e disordinato. Nuovi approcci sono in fase di studio, ma devono ancora essere dimostrati su larga scala. Trovare depositi dominati da certe terre rare rispetto ad altre elimina un passaggio nel processo di separazione.
La dominazione della Cina nell’estrazione delle terre rare ha suscitato timori che altri paesi possano essere rifiutati l’accesso in un conflitto politico, come le restrizioni sulle esportazioni di petrolio negli anni ’70 che hanno sconvolto l’economia globale. Alcuni hanno addirittura proposto che tali restrizioni potrebbero aumentare il rischio di guerra mondiale.
Tuttavia, i primi due autori dello studio sono entrambi affiliati all’Accademia Cinese delle Scienze (uno lavora anche all’ANU) e sembrano felici di aiutare altri paesi a trovare depositi minabili propri. Lo studio è accessibile gratuitamente su Geochemical Perspectives Letters.
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