Különleges vulkánok segíthetik a kritikus ásványkincsek kialakulását

Bolygónk egyik legfurcsább, legkülönlegesebb vulkánja a tanzániai Ol Doinyo Lengai, a maszájok Olümposza. A tűzhányó nem ebben különbözik többi társától, hisz az emberiség sokszínű kultúrája számtalan hegyre isteni lakhelyet álmodott, hanem a lávája összetételében. A 2962 méter magas hegy mélyéből az igen híg karbonatitos láva ömlik a felszínre, amelyben igen sok a ritkaföldfém.

A láva a rendkívüli, mintegy 50 százalékos karbonatit tartalom mellett egyúttal bolygónk legalacsonyabb hőmérsékletű lávája is: mindössze 500-600 Celsius fokos (egy átlagos bazaltláva 1200 Celsius-fok forró). Különös tulajdonsága még a színe is: kitöréskor fekete, majd megszilárdulva fehérré válik, ettől tűnik úgy a hegytető, mintha guanó borítaná.

A tanzániai hegy az egyedüli ma, ám bolygónk múltjában számos hasonló vulkán működött korábban. A legősibb ismert karbonatitos kőzet 3 milliárd éves és Grönlandon található, és tudjuk, hogy e kőzetek jelentős forrásai a ritkaföldfémeknek.

Egy korábbi kutatásban a szuperkontinensek feldarabolódásához kötötték e ritkaföldfém lelőhelyek kialakulását, most ezt egy másik kutatócsoport új információkkal egészítette ki. A kutatást az EOS földtudományi hírportál ismertette.

A ritkaföldfémek csoportja 17 elemből áll: lantán, cérium, prazeodímium, neodímium, prométium, szamárium, európium, gadolínium, terbium, diszprózium, holmium, erbium, túlium, itterbium, lutécium, valamint a szkandium és az ittrium. Ezek ipari-technológiai szempontból kritikus ásványnak minősülnek.

Az egyelőre nem világos, minek köszönhető, hogy a karbonatitokban feldúsulnak ezek az elemek.

Az alábukó lemezszegélyekkel párhuzamosan vulkáni ívek jönnek létre, amelyek az alábukással a mélybe jutó illó anyagoknak köszönhetik a létüket. Azonban az alábukó lemezdarab sorsa ebben nem merül ki, az süllyed tovább – ezt a nagy mélységű földrengések jól jelzik. Ilyen terület például Tonga és Fidzsi térsége, ahol nem egyszer 700 kilométeres mélységben pattannak ki a földrengések.

Ma már világos, hogy az alábukó lemezek lejutnak az alsó köpenybe (660 km-nél mélyebbre), és még mindig szabadulnak ki belőlük a magukkal vitt anyagok. Számos szakember szerint pont ezek a nagy mélységben felszabaduló anyagok, ezek mélyben átalakult maradványai segíthetik elő a karbonatitos magmák létrejöttét.

A kutatók egy speciális számítógépes modellt használtak, amelyben azt lehet megvizsgálni, hogy a kőzetlemezek mozgása alapján egyes helyszínek hol is helyezkedtek el a múltban. E módszerrel azt vizsgálták meg, hol voltak egykoron olyan területek, amelyeknél minimum 100 millió éven át tartó alábukás zajlott.

A kutatók szerint az így azonosított helyek lehetnek azok a régiók, amelyeket az egykori alábukó lemezek feldúsítottak. Ezekből azután a feláramlások a felszín közelébe jutva magukkal is hozták az ember számára oly fontos ásványkincseket.

A modellezés alapján az ismert karbonatitos területek 67, a ritkaföldfémet adó területek 72 százaléka az így azonosított régiókba esik. Ez azt jelenti, hogy a földköpeny mélyének alábukással feldúsított anyaga valóban szerepet játszhat ezen ásványkincsek kialakulásában. Ezt persze lehet még vizsgálni majd, hiszen most csupán területi egyezéseket mutattak ki, a valódi bizonyítékokat pedig például a kőzetek izotópvizsgálatai adhatják meg.