Yanardağlarla ilgili çığır açan çalışma: Geleceğin mineralleri altında yatıyor

Avustralya’nın Sydney kentinin yaklaşık 400 kilometre kuzeybatısında, Dubbo yakınlarında yer alan Toongi yatağı, 215 milyon yıl önce yanardağların patlamasıyla oluşmuş büyük bir kaya kütlesi. Bu bölge, elektrikli arabalar, güneş panelleri ve cep telefonları gibi modern teknolojiler için hayati öneme sahip nadir toprak elementleri bakımından oldukça zengin.

Toongi yatağında madencilik çalışmaları devam etse de, gelecek yıllarda nadir toprak elementlerine olan talebin büyük ölçüde artması bekleniyor. Bilim insanları bu tür yatakları daha iyi tespit edebilmek için yanardağların nasıl ve neden bu mineralleri biriktirdiğini anlamaya çalışıyor.

Avustralya’daki yanardağlarla ilgili yapılan yeni araştırma, volkanların içinde oluşan küçük kristallerin nadir toprak elementlerinin izini sürmek için önemli ipuçları sunduğunu ortaya koydu. Araştırma, Nature Communications Earth and Environment dergisinde yayımlandı.

Nadir toprak elementleri, Dünya’nın kabuğunun altında yer alan manto tabakasındaki kısmi erime süreciyle oluşmaya başlar. Manto, demir ve magnezyum açısından zengin minerallerden oluşur. Bu minerallerin içinde az miktarda nadir toprak elementi de bulunur.

Mantonun erimesiyle oluşan magma, nadir toprak elementlerini de içinde taşır. Magma yüzeye doğru yükseldikçe soğur ve yeni mineraller kristalleşmeye başlar. Bu süreçte, nadiren yüksek oranda nadir toprak elementi içeren magma kalıntıları oluşur. Eğer magma yüzeye çıkmadan önce kabuk içinde kristalleşirse, kritik metaller açısından zengin kayaçlar meydana gelir.

Bu sürecin gerçekleştiği yerlerden biri, Güney Grönland’daki Gardar Magmatik Kompleksi’dir. Bu bölgede yüksek seviyede nadir toprak elementi içeren kayaçlar bulunmuştur.

Avustralya’nın Yeni Güney Galler bölgesindeki Benolong Volkanik Serisi ise nadir toprak elementlerince zenginleşmiş magmaların yüzeye çıktığı yerlerden biridir. Bu seriye ait olan Toongi yatağı, antik bir volkanik sistemin içindeki katılaşmış magma kalıntılarından oluşur ve kritik metaller açısından son derece zengindir.

Ancak, bu tür magmalar oldukça nadirdir ve ekonomik olarak işlenebilir seviyede olanları bulmak çok daha zor. Bilim insanları, hangi tür volkanik süreçlerin bu zengin yatakların oluşumuna katkıda bulunduğunu anlamaya çalışıyor.

Yer bilimciler, yüzeyde bulunan kayaçları inceleyerek Dünya’nın iç yapısıyla ilgili bilgiler edinirler. Magmanın yüzeye çıkarken geçtiği süreçler, içinde oluşan minerallerin kimyasal bileşiminde ipuçları bırakır.

Özellikle klinopiroksen adı verilen bir mineral, bu bilgileri uzun süre koruyabilme özelliğine sahiptir. Benolong Volkanik Serisi’ndeki kayaçlarda bulunan klinopiroksen kristalleri, bölgedeki volkanik süreçlerin tarihini aydınlatmak için bilim insanlarına büyük bir fırsat sunmuştur.

DİĞER BÖLGELERDEN FARKI NE?

Toongi’deki kayaçlar, diğer volkanik serilere göre iki önemli fark gösteriyor:

1. Diğer bölgelerdeki klinopiroksen kristalleri nadir toprak elementlerini yoğun şekilde içerirken, Toongi’deki kristaller düşük nadir toprak elementi seviyelerine sahip. Bunun yerine, bu elementler özel bir mineral olan ödialit içinde bulunuyor. Ödialit, ticari olarak nadir toprak elementleri için çıkarılabilen bir mineral.
2. Toongi’deki klinopiroksen kristalleri, saat camı şeklinde iç yapılara sahip. Bu durum, kristalleşme sırasında hızlı gaz salınımının yaşandığını gösteriyor. Yani, Toongi’deki nadir toprak elementleri bakımından zenginleşme süreci oldukça hızlı ve özel koşullarda gerçekleşmiş olabilir.