آتشفشان‌های خاموش احتمالاً منبعی دست‌نخورده از عناصر کمیاب زمین هستند

آتشفشان‌های خاموش زمین ممکن است منبعی دست‌نخورده از عناصر کمیاب زمین شامل مجموعه‌ی ۱۷ عنصر شیمیایی جدول تناوبی باشند که تقاضای بسیاری برای آن‌ها وجود دارد.

دانشمندان در مجموعه‌ای از آزمون‌های آزمایشگاهی دریافتند که برخی از ۱۷ عنصر مورد نیاز، ممکن است در ماگمای غنی از آهن دفن‌شده در این اشکال سابقاً انفجاری زمین نهفته باشند. جزئیات یافته‌های دانشمندان، در قالب مقاله‌ای در مجله Geochemical Perspectives Letters به تفصیل شرح داده شده است.

آتشفشان‌های خاموش، کوه‌های آتشفشانی هستند که دانشمندان باور دارند دیگر هرگز فوران نخواهند کرد. بر اساس اطلاعات سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS)، تشخیص خاموشی برخی آتشفشان‌ها، نسبتاً آسان است. به عنوان مثال، کوه تیلسن در اورگن ایالات متحده، حدود ۳۰۰هزار سال پیش آخرین فوران خود را تجربه کرد و بخش عمده‌ای از مخروط آن نیز بر اثر فرسایش، از بین رفته است. این کوه اکنون در سرما و خاموشی به‌سر می‌برد و بنابراین، دوره‌ی آتشفشانی آن به‌وضوح به پایان رسیده است.

با این حال، برخی دیگر از آتشفشان‌ها، مانند آتشفشان مشهور سنت هلن، ممکن است هزاران سال به حالت خفته باقی بمانند و سپس دوباره فوران کنند. داده‌های زمین‌شناسی کافی برای اعلام دقیق خاموشی برخی آتشفشان‌ها در دسترس نیست.

به‌گفته‌ی پژوهشگران مسئول مطالعه‌ی جدید، آتشفشان‌های خاموش ممکن است منبعی از عناصر کمیاب زمین، از جمله گادولینیم، پرازئودیمیم، سریم، ساماریم، لانتان و نئودیمیم باشند. عناصر کمیاب زمین برای ساخت دستگاه‌هایی که روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم، مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها، تلویزیون‌های صفحه‌تخت، آهنرباها و حتی موشک‌ها و قطارها، به کار می‌روند. وجود این عناصر همچنین برای ساخت فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر بهتر، از جمله توربین‌های بادی و باتری‌های خودروهای برقی، ضروری است.

با وجود اینکه عناصر کمیاب زمین برخلاف نامشان به‌طور کلی در زمین بسیار فراوان هستند، میزان غلظت آن‌ها در سنگ معدن نسبتاً پایین است.

برای یافتن منابع تازه‌ای از عناصر کمیاب زمین، آننبرگ و همکارانش از آکادمی علوم چین، به بررسی ماگمای غنی از آهن در آتشفشان‌های خاموش پرداختند. به گفته‌ی گروه دانشمندان، این نوع ماگما در میزان تمرکز عناصر کمیاب زمین، تا صد برابر پربازده‌تر از ماگمایی است که معمولاً از آتشفشان‌های فعال فوران می‌کند.

دانشمندان در آزمایشگاه با استفاده از سنگ‌هایی شبیه به نمونه‌های موجود در آتشفشان‌های خاموش غنی از آهن، فوران‌های آتشفشانی را شبیه‌سازی کردند. این سنگ‌ها در کوره‌ای تحت فشار با دمای بسیار بالا، حرارت داده شدند. در نهایت، سنگ‌ها ذوب شدند و گروه پژوهشی به بررسی عناصر موجود در آن‌ها پرداختند. آن‌ها حباب‌های سیال ماگمایی هیدروترمال و جفت حباب‌های اکسید آهن را مشاهده کردند که نشان می‌داد برخی عناصر کمیاب زمین، مانند لانتان، سریم و نئودیمیم، درون ماگما وجود دارند.

آننبرگ می‌گوید: «ما هرگز ماگمای غنی از آهن را در فوران‌های آتشفشان‌های فعال ندیده‌ایم، اما می‌دانیم که بعضی از آتشفشان‌های خاموش با میلیون‌ها سال قدمت، این نوع فوران مرموز را تجربه کرده‌اند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که آتشفشان‌های خاموش غنی از آهن در سراسر جهان، مانند کوه ال لاکو در شیلی، می‌توانند برای وجود عناصر کمیاب زمین مورد مطالعه قرار گیرند.»

اگرچه نتایج مطالعه هنوز در مرحله‌ی آزمایشی قرار دارد، نشان می‌دهد که آتشفشان‌های خاموش می‌توانند مکان مناسبی برای جستجوی این عناصر باشند. در حال حاضر، الماس و مس از آتشفشان‌های فرسوده یا خاموش استخراج می‌شوند، اما این به معنی بی‌خطر بودن نیست؛ چرا که داده‌های زمین‌شناسی کافی برای بعضی از آتشفشان‌های احتمالاً خاموش وجود ندارد.

انتظار می‌رود که تا سال ۲۰۳۰، میزان تقاضا برای عناصر کمیاب زمین تا پنج برابر افزایش یابد، زیرا کشورهای بیشتری به سوی انرژی‌های تجدیدپذیر و فناوری‌های پاک در حرکت هستند. در حال حاضر، چین بزرگ‌ترین ذخایر شناخته‌شده‌ی عناصر کمیاب زمین در جهان را دارد. سوئد نیز دارای بزرگ‌ترین ذخایر عناصر کمیاب زمین در اروپا است و استرالیا از ذخایر غنی در کوه ولد و مناطقی نزدیک به دابو و آلیس اسپرینگز بهره می‌برد. همچنین، این عناصر در معدن مانتین پس در کالیفرنیا و احتمالاً، در آلاسکا، وایومینگ و تگزاس نیز یافت می‌شوند.