Открыта тайна образования редкоземельных элементов

Международная команда ученых помогла разгадать давнюю тайну о том, как залежи редкоземельных элементов формируются под землей.

В настоящее время такие элементы широко используются при создании техники. Для производства нужна всего лишь щепотка редкоземельных металлов, однако без них будет сложно представать мир таким, какой он есть сейчас.

Редкоземельные элементы (РЗЭ) — это 17 ценных химических элементов, которые невероятно важны в производстве технологических устройств: от смартфонов до дисководов, ветряных турбин, спутников, электромобилей, медицинского оборудования и многого другого.

Хотя их название предполагает, что эти элементы редки, на самом деле это не совсем так. Все дело в том, что они встречаются в рассеянном состоянии. Именно это и делает их достаточно трудными для добычи. Из-за этого концентрированные залежи РЗЭ являются объектом поиска не только ученых, но и правительственных организаций.

В новом исследовании, проведенном геологом Майклом Аненбургом из Австралийского национального университета, ученые изучали химические механизмы, с помощью которых РЗЭ образуются под поверхностью, особенно около карбонатитов (магматической породе).

Чтобы исследовать процессы минерализации, команда ученых смоделировала, что происходит, когда карбонатитовая порода нагревается под высоким давлением перед охлаждением и разгерметизацией. Исследователи поместили небольшое количество карбонатита в серебряные капсулы в специальном аппарате, и подвергли эти образцы температуре до 1200°C при давлении до 2,5 гПа, а затем они постепенно доставали и охлаждали их до 200 °C с давлением в 0,2 гПа.

Результаты эксперимента показали, что для появления РЗЭ в карбонатитах необходимы щелочные химические вещества в качестве предшественника минерализации. Так, по мнению исследователей, щелочесодержащие карбонатиты способны образовывать богатые РЗЭ жидкости, которые могут мигрировать на большие расстояния в магматических условиях.

«Конечно, то, что мы наблюдали, происходило в лабораторных условиях, а это не обязательно означает, что мы будем наблюдать те же самые точные реакции в открытых системах природы», — отмечают авторы. «Тем не менее, это шаг вперед, и он пересматривает наши знания о фоновых процессах, связанных с образованием и концентрацией РЗЭ».