Για να βρείτε κρίσιμα ορυκτά, κοιτάξτε την τεκτονική των πλακών
Κοντινή εικόνα κρυστάλλων νιοβίου.Το σπάνιο στοιχείο νιόβιο πιθανότατα ανασύρθηκε στην επιφάνεια καθώς η υπερήπειρος Ροδινία διασπάστηκε πριν από περισσότερα από 800 εκατομμύρια χρόνια. Από: Artem Topchiy/Wikimedia.
Μια μελέτη «περίεργων» αυστραλιανών πετρωμάτων υποδηλώνει ότι αποθέματα νιοβίου ανέβηκαν στην επιφάνεια κατά τη διάσπαση της υπερηπείρου Ροδινία.
Για μεγάλο μέρος του 20ού αιώνα, η «πολιτική του πετρελαίου» διαμόρφωσε τη διεθνή πολιτική. Τον 21ο αιώνα, ένα νέο σύνολο πόρων έχει πάρει το επίκεντρο: τα κρίσιμα ορυκτά. Η προμήθεια και η εξόρυξη αυτών των ορυκτών έχει γίνει προτεραιότητα για χώρες και κοινότητες σε όλο τον κόσμο, επειδή χρησιμοποιούνται σε όλα, από ηλιακούς συλλέκτες μέχρι κινητά τηλέφωνα και υπεραγωγούς.
Μια νέα μελέτη υποδεικνύει πού μπορούν οι μεταλλευτές να αναζητήσουν κρίσιμα ορυκτά: θέσεις ρήξης που άφησε πίσω της η υπερήπειρος Ροδίνια, η οποία διασπάστηκε κατά την Πρωτεροζωική περίοδο, πριν από περισσότερα από 800 εκατομμύρια χρόνια.
«Για να βρούμε καλύτερα [κρίσιμους] πόρους, στην πραγματικότητα, χρειαζόμαστε καλύτερη κατανόηση της γεωλογίας».
«Εκτός αν καλλιεργείται, απολύτως οτιδήποτε στον πλανήτη που χρησιμοποιούμε ως βιομηχανικό αγαθό απαιτεί κάτι που προέρχεται από ένα ορυχείο», δήλωσε ο Chris Kirkland , γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο Curtin στην Αυστραλία και συν-συγγραφέας της νέας μελέτης, που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στο Geological Magazine . «Για να βρούμε καλύτερα αυτούς τους πόρους, στην πραγματικότητα, χρειαζόμαστε καλύτερη κατανόηση της γεωλογίας».
Ο Kirkland και οι συνάδελφοί του ξεκίνησαν αναλύοντας πετρώματα που ανακαλύφθηκαν από εταιρείες γεώτρησης στη Δυτική Αυστραλία. Οι πλάκες περιέχουν καρβονατίτη, ένα «περίεργο», σπάνιο και ελάχιστα κατανοητό είδος πυριγενούς πετρώματος που σχηματίζεται στον μανδύα από μάγματα πλούσια σε ανθρακικά ορυκτά. Καθώς τα μάγματα ανεβαίνουν στο εσωτερικό της Γης, αντιδρούν με τα περιβάλλοντα πετρώματα, αλλοιώνοντας τις χημικές υπογραφές που συνήθως χρησιμοποιούν οι γεωλόγοι για να εντοπίσουν την προέλευση ενός δείγματος.
Οι ανθρακίτες συχνά περιέχουν στοιχεία σπάνιων γαιών, όπως το νιόβιο. Αν και το νιόβιο μπορεί να βρεθεί σε διαφορετικά πετρώματα, οι ανθρακίτες είναι οι μόνοι που το προσφέρουν σε ποσότητες οικονομικά κατάλληλες για εξόρυξη. Οι περιοχές της Δυτικής Αυστραλίας φιλοξενούν περισσότερους από 200 εκατομμύρια μετρικούς τόνους του μετάλλου.
Η ομάδα «έριξε όλο το βάρος στους ανθρακικούς λίθους, εξήγησε ο Kirkland. Το πρώτο βήμα ήταν να ληφθεί ένα δείγμα πυρήνα τρυπανιού και να απεικονιστεί η δομή του για να δουν τα ευρύτερα γεωλογικά συστατικά στο εσωτερικό τους. Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν λέιζερ για να δειγματίσουν μεμονωμένους κόκκους και να διαχωρίσουν τα κρύσταλλα τους.
Οι ανθρακίτες περιείχαν ζιρκόνιο, απατίτη και μαρμαρυγία, όλα κρυστάλλους με ισότοπα που διασπώνται με γνωστούς ρυθμούς και μπορούν να αποκαλύψουν στους ερευνητές την ηλικία και την πηγή του δείγματος. Οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης το ήλιο που υπάρχει στο ζιρκόνιο, επειδή το ήλιο είναι ένα πτητικό στοιχείο που διαφεύγει εύκολα από τα πετρώματα κοντά στην επιφάνεια και μπορεί να βοηθήσει στην αποκάλυψη του πότε τα πετρώματα έφτασαν στον φλοιό.
Γραμμένο σε πέτρα
Η ιστορία που είναι γραμμένη στις πλάκες συνδέεται με τη μακρά ιστορία της τεκτονικής των πλακών. Η διάσπαση της Ροδινίας ξεκίνησε πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια και συνεχίστηκε για εκατομμύρια χρόνια, καθώς θερμές, εμπλουτισμένες με μέταλλα εκκρίσεις μάγματος ανέβαιναν από τον μανδύα. Η πίεση από αυτό το ανερχόμενο πέτρωμα βοήθησε στη διάσπαση της υπερηπείρου και τα μέταλλα που περικλείονταν σε καρβονατίτες διέσπασαν την επιφάνεια, η οποία κάποτε ήταν σταθερή σε όγκους ηπειρωτικού φλοιού και ονομαζόταν κρατόνια.
Σήμερα, είπε ο Kirkland, η παρακολούθηση αυτών των «παλαιών απολιθωμένων ουλών» όπου τα κρατόνια διασπάστηκαν θα μπορούσε να αποκαλύψει αποθέματα ορυκτών.
Τρεις χάρτες απεικονίζουν τη διάσπαση της αρχαίας υπερηπείρου Ροδινία, προσδιορίζοντας υποηπείρους και τεκτονικά χαρακτηριστικά, καθώς και την επαρχία Aileron της Αυστραλίας.
Περισσότεροι από 200 εκατομμύρια μετρικοί τόνοι νιοβίου εντοπίστηκαν πρόσφατα στην επαρχία Aileron της Αυστραλίας, πιθανό αποτέλεσμα της διάλυσης της Rodinia. Από: Dröllner et al., 2025, https://doi.org/10.1017/S0016756825100204
«Η ανακατασκευή μιας γεωλογικής ιστορίας για μια συγκεκριμένη περιοχή στη Γη είναι κάτι που πιστεύω ότι έχει τη δυνατότητα να μας βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση αυτών των αρκετά κακώς κατανοητών συστημάτων ανθρακικού σε παγκόσμιο επίπεδο», δήλωσε ο γεωλόγος του Πανεπιστημίου της Μοντάνα, Ζάκαρι Μουργκία Μπάρτον , ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία.
Ο Μπάρτον εκτιμά ότι περίπου το 20% των ανθρακικών πετρωμάτων στη Γη περιέχουν οικονομικά ελκυστικές συγκεντρώσεις κρίσιμων ορυκτών, αν και σημείωσε ότι τα πετρώματα στη μελέτη βίωσαν μια μοναδική συμβολή τοπικών και περιφερειακών γεωλογικών διεργασιών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα ορυκτά που περιέχουν.
Συγκεκριμένα, οι ανθρακικοί λίθοι που αναλύθηκαν στη νέα μελέτη προσδιόρισαν την πηγή των πρόσφατα ανακαλυφθέντων κοιτασμάτων νιοβίου κάτω από την κεντρική Αυστραλία. Το νιόβιο είναι ένα κρίσιμο ορυκτό που χρησιμοποιείται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου και για την ενίσχυση και την ελάφρυνση του χάλυβα. Επειδή το 90% της σημερινής προσφοράς νιοβίου προέρχεται από μία μόνο επιχείρηση στη Βραζιλία, η εύρεση πρόσθετων κοιτασμάτων αποτελεί προτεραιότητα.
Εκτός από το νιόβιο, ο Kirkland είπε ότι μια γεωλογική «συνταγή» παρόμοια με αυτήν που εντόπισε η ομάδα του θα μπορούσε να λειτουργήσει για την εύρεση χρυσού.
Το έργο αποτελεί μια σημαντική υπενθύμιση για το «πώς τα μικροσκοπικά ορυκτά και οι έξυπνες τεχνικές χρονολόγησης μπορούν όχι μόνο να λύσουν γεωλογικά παζλ βαθέος χρόνου, αλλά και να βοηθήσουν στην αναζήτηση των κρίσιμων μετάλλων που χρειαζόμαστε», δήλωσε ο Kirkland.
Γεωδίφης με πληροφορίες από την Χάνα Ρίχτερ/eos.org
περισσότερα,
Richter, H. (2025), To find critical minerals, look to plate tectonics, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250393.
https://eos.org/articles/to-find-critical-minerals-look-to-plate-tectonics