تمكن فريق بحثي بقيادة جامعة كامبريدج البريطانية من تطوير أول خريطة عالمية قادرة على التنبؤ بمواقع رواسب العناصر الأرضية النادرة، في إنجاز علمي قد يفتح آفاقًا جديدة أمام عمليات التنقيب عن هذه المعادن الحيوية التي تدخل في العديد من الصناعات المتقدمة.
وكشفت الدراسة أن المصدر الرئيسي لهذه العناصر يرتبط بصخور نارية نادرة غنية بثاني أكسيد الكربون، تُعرف باسم «الكربوناتايت»، وأن وجودها يرتبط بشكل وثيق بتغيرات الغلاف الصخري للأرض، لاسيما عند حواف أقدم وأسمك الكتل القارية.
واعتمد الباحثون، في الدراسة المنشورة بدورية Nature Geoscience، على تحليل البيانات الكيميائية لأكثر من 9 آلاف عينة من صخور الكربوناتايت، إلى جانب تقنيات التصوير الزلزالي لباطن الأرض، ما أتاح لهم بناء نموذج جيولوجي يحدد بدقة المواقع الأكثر احتمالًا لوجود هذه الرواسب.
وأظهرت النتائج أن العناصر الأرضية النادرة لا تتوزع بشكل عشوائي، بل تتركز عند الحواف الحادة للأنوية القارية القديمة، حيث يؤدي الغلاف الصخري السميك إلى احتجاز الصهارة في الأعماق لفترات طويلة، ما يسمح بتراكم هذه المعادن تدريجيًا قبل انتقالها إلى السطح عبر التصدعات الجيولوجية.
وبناءً على هذا النموذج، حددت الخريطة الجديدة عددًا من المناطق الواعدة التي لم تحظَ سابقًا باهتمام واسع في أعمال الاستكشاف، من بينها الحافة الغربية للدرع الكندي، ووسط البرازيل، ومناطق واسعة في شرق وجنوب أفريقيا، إضافة إلى أجزاء من أستراليا ومنغوليا وشبه جزيرة كولا في روسيا.
وقالت الدكتورة إيميلي بومان، الباحثة الرئيسية في الدراسة من قسم علوم الأرض بجامعة كامبريدج، إن الخريطة الجديدة تمثل أداة علمية مهمة لتوجيه عمليات البحث عن رواسب جديدة، مشيرة إلى أنها تمنح العلماء قدرة أكبر على التنبؤ بالأماكن التي تشكلت فيها هذه الصخور، وبالتالي تحديد مواقع العناصر الأرضية النادرة المرتبطة بها.
ويرى فريق البحث أن هذا الإنجاز قد يشكل تحولًا مهمًا في مستقبل التنقيب عن المعادن، عبر توفير أدوات أكثر دقة لتحديد المناطق الواعدة، بما يسهم في تقليل الوقت والتكاليف المرتبطة بعمليات الاستكشاف والحفر.
A research team led by the University of Cambridge in the UK has developed the first global map capable of predicting the locations of rare earth element deposits, in a scientific achievement that may open new horizons for the exploration of these vital minerals used in many advanced industries.
The study revealed that the main source of these elements is associated with rare volcanic rocks rich in carbon dioxide, known as “carbonatites,” and their presence is closely linked to changes in the Earth’s lithosphere, particularly at the edges of the oldest and thickest continental masses.
The researchers, in the study published in the journal Nature Geoscience, relied on the analysis of chemical data from over 9,000 samples of carbonatite rocks, along with seismic imaging techniques of the Earth’s interior, which allowed them to build a geological model that accurately identifies the most likely locations of these deposits.
The results showed that rare earth elements are not randomly distributed but are concentrated at the sharp edges of ancient continental nuclei, where the thick lithosphere traps magma at depth for extended periods, allowing these minerals to gradually accumulate before moving to the surface through geological fractures.
Based on this model, the new map identified several promising areas that had previously not received wide attention in exploration efforts, including the western edge of the Canadian Shield, central Brazil, and vast areas in East and South Africa, as well as parts of Australia, Mongolia, and the Kola Peninsula in Russia.
Dr. Emily Bowman, the lead researcher in the study from the Department of Earth Sciences at the University of Cambridge, stated that the new map represents an important scientific tool for guiding the search for new deposits, noting that it gives scientists a greater ability to predict where these rocks formed, and thus identify the locations of the associated rare earth elements.
The research team believes that this achievement could represent a significant shift in the future of mineral exploration by providing more precise tools for identifying promising areas, which contributes to reducing the time and costs associated with exploration and drilling operations.