حدد علماء عملية يتم من خلالها نقل المعادن "الخضراء" الضرورية لتقنيات الطاقة المتجددة، من أعماق الأرض إلى مناطق أقرب، ما قد يمنحنا إمكانات كبيرة لاستكشاف المعادن في المستقبل.
وتقدم الدراسة الحديثة بقيادة الدكتورة إسراء إزاد في جامعة ماكواري أملا جديدا لتلبية الاحتياجات المتزايدة من "المعادن الخضراء"، وتشير إلى أن وشاح الأرض يمكن أن يحتوي على ثروة من هذه المعادن الخضراء.
وتلقي الدراسة ضوءا جديدا على كيفية نقل تركيزات المعادن المستخدمة في تقنيات الطاقة المتجددة من أعماق الوشاح الداخلي للأرض إلى أعماق يمكن الوصول إليها، عن طريق درجات الحرارة المنخفضة والذوبان الغني بالكربون.
وأجرى فريق دولي بقيادة الدكتورة إزاد، زميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه من كلية العلوم الطبيعية بجامعة ماكواري، تجارب الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة ما أدى إلى تكوين كميات صغيرة من مادة الكربونات المنصهرة في ظروف مماثلة لتلك التي يبلغ عمقها نحو 90 كم في الوشاح تحت القشرة الأرضية.
وأظهرت تجاربهم أن الكربونات المنصهرة يمكن أن تذوب وتحمل مجموعة من المعادن والمركبات الهامة من الصخور المحيطة في الوشاح، وهي معلومات جديدة من شأنها أن تفيد التنقيب عن المعادن في المستقبل.
وتقول الدكتورة إزاد: "كنا نعلم أن الكربونات المنصهرة تحمل عناصر أرضية نادرة، لكن هذا البحث يذهب إلى أبعد من ذلك. لقد أظهرنا أن هذه الصخور المنصهرة التي تحتوي على الكربون تأخذ الكبريت في شكله المؤكسد، بينما تقوم أيضا بإذابة المعادن الثمينة والأساسية - معادن المستقبل "الخضراء" - المستخرجة من الوشاح".
ومعظم الصخور الموجودة في أعماق القشرة الأرضية وأسفل الوشاح هي عبارة عن سيليكات في تركيبها، مثل الحمم البركانية التي تخرج من البراكين.
ومع ذلك، فإن نسبة صغيرة (جزء من المائة) من هذه الصخور العميقة تحتوي على كميات صغيرة من الكربون والماء ما يؤدي إلى ذوبانها عند درجات حرارة أقل من الأجزاء الأخرى من الوشاح.
وتذوب هذه الكربونات بشكل فعال وتنقل المعادن الأساسية (بما في ذلك النيكل والنحاس والكوبالت)، والمعادن الثمينة (بما في ذلك الذهب والفضة)، والكبريت المؤكسد، وتقطر هذه المعادن إلى رواسب محتملة.
وتوضح الدكتورة إزاد: "تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن ذوبان الكربونات المخصب بالكبريت قد يكون أكثر انتشارا مما كان يُعتقد سابقا، ويمكن أن يلعب دورا مهما في تركيز الرواسب المعدنية".
واستخدم العلماء تركيبتين طبيعيتين من الوشاح: من غرب أوغندا، ومن الكاميرون.
وتقول الدكتورة إزاد إن مناطق القشرة القارية الأكثر سمكا تميل إلى التشكل في المناطق الداخلية القديمة للقارات، حيث يمكن أن تكون بمثابة الإسفنج، حيث تمتص الكربون والماء.
وأضافت: "يبدو أن ذوبان الكربون والكبريت يؤدي إلى إذابة وتركيز هذه المعادن داخل مناطق الوشاح المنفصلة، ما ينقلها إلى أعماق القشرة الأرضية الضحلة، حيث يمكن أن تؤدي العمليات الكيميائية الديناميكية إلى تكوين رواسب خام".
وأوضحت الدكتورة إزاد أن هذه الدراسة تشير إلى أن تتبع ذوبان الكربونات يمكن أن يمنحنا فهما أفضل لعمليات إعادة توزيع المعادن وتكوين الخامات على نطاق واسع عبر تاريخ الأرض.
نشرت النتائج في مجلة Science Advances.
المصدر: phys.org