Metais de terras raras encontrados em vulcões extintos podem impulsionar o futuro: WebCuriosos
Vulcões extintos são difíceis de estudar – nunca os vemos entrar em erupção. Usando uma técnica experimental única, conseguimos recriar em laboratório um certo tipo de vulcão extinto, aprendendo mais sobre o magma que esses vulcões produzem.
Descobrimos que alguns tipos de magma raro são surpreendentemente eficientes na concentração de elementos de terras raras. Trata-se de um grupo de metais com aplicações cruciais em diversas indústrias de alta tecnologia, como ímãs para veículos elétricos e turbinas eólicas.
A demanda por terras raras está aumentando à medida que a sociedade se afasta dos combustíveis fósseis e eletrifica a produção e o transporte de energia. Apesar do nome, as terras raras não são particularmente raras. O maior desafio é encontrar rochas nas quais esses metais estejam concentrados o suficiente para serem economicamente viáveis para extração.
Nossa nova pesquisa, publicada na revista Cartas de Perspectivas Geoquímicasmostra que certos vulcões extintos são um ótimo lugar para procurar.
Magma rico em ferro em vulcões extintos
Existe um tipo enigmático de magma que contém quantidades invulgarmente grandes de ferro. É tão raro que nenhuma erupção com este tipo de magma aconteceu na história registrada.
Em vez disso, só é conhecido por vulcões extintos que estiveram ativos há muitos milhões de anos.
O exemplo mais famoso de tal vulcão é El Laco, no Chile. Outro exemplo notável é Kiruna, na Suécia, onde há muitas décadas é extraído minério de ferro. No ano passado, sua empresa operadora LKAB anunciou Kiruna como o maior recurso de terras raras na Europa.
A descoberta em Kiruna fez-nos (e a muitos outros) perguntar-nos por que haveria um recurso de terras raras numa mina de ferro vulcânico. Já conhecemos muitos outros tipos de rochas contendo terras raras, e nenhum deles é como Kiruna e outros vulcões extintos ricos em ferro.
Isso foi apenas um acaso geológico ou há algo inerente aos magmas ricos em ferro que os torna ricos em terras raras também? Afinal, muitos desses vulcões extintos ricos em ferro são conhecidos, mas ninguém nunca se preocupou em verificar se eles contêm recursos de terras raras.
Além disso, rochas ricas em ferro são frequentemente fáceis de encontrar devido ao seu forte sinal magnético, apesar da sua raridade. Deveriam ser adicionados à lista de alvos dos exploradores de terras raras?
Recriando o vulcanismo em uma garrafa
Para testar essa hipótese, usamos uma máquina chamada cilindro de pistão. Colocamos material sintético semelhante a rochas vulcânicas e magmas em pequenas cápsulas ou “garrafas” feitas de metais nobres como a platina.
Em seguida, pressurizámo-los a profundidades equivalentes a 15 quilómetros de profundidade na crosta terrestre e aquecemo-los até 1.100°C, derretendo-os num líquido.
Nessas condições extremas, descobrimos que o magma rico em ferro existe como bolhas dentro de um tipo de magma mais comum, conhecido em praticamente todos os vulcões ativos modernos. O magma rico em ferro absorve terras raras do líquido circundante.
Estas bolhas ricas em ferro terão densidade e viscosidade diferentes e separar-se-ão do seu ambiente pobre em ferro, semelhante à forma como a água e o óleo misturados acabarão por se separar em camadas distintas.
Os magmas ricos em ferro absorvem as terras raras de forma tão eficiente que o seu conteúdo de terras raras é quase 200 vezes maior do que o dos magmas normais ao seu redor.
Isto significa que a descoberta em Kiruna não foi um acidente. É algo que podemos esperar da maioria, senão de todos, os vulcões ricos em ferro.
Por que precisamos de mais depósitos de terras raras?
A produção de elementos de terras raras está concentrada em apenas alguns países – principalmente a China, juntamente com os Estados Unidos, Mianmar e Austrália.
As terras raras são, portanto, classificadas como “minerais críticos“: têm utilizações importantes, mas sofrem um risco na cadeia de abastecimento devido a fatores geopolíticos.
À medida que a procura por terras raras aumentou, isto levou a investimentos substanciais na investigação e exploração de depósitos adicionais. Quanto mais depósitos forem conhecidos, melhor a indústria poderá escolher depósitos que produzirão terras raras com o menor custo financeiro, ambiental e social.
Vulcões extintos ricos em ferro são frequentemente explorados em busca de minério de ferro. Nossos resultados indicam que as minas existentes nesses locais também podem ser potencialmente modificadas para produzir terras raras.
Isto seria um resultado positivo – uma operação mineira existente pode ganhar valor adicional. Em alguns casos, os resíduos da mina podem ser reprocessados para extrair estes metais críticos.
Isto significaria que novas minas para elementos de terras raras poderiam nem sequer ser necessárias, evitando perturbações desnecessárias dos ambientes naturais.
Michael AnenburgPesquisador em Ciências da Terra, Universidade Nacional Australiana
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.