सिडनी के उत्तर -पश्चिम में लगभग 400 किलोमीटर, डब्बो के दक्षिण में, ज्वालामुखियों को नष्ट करके लगभग 215 मिलियन साल पहले गठित चट्टान का एक बड़ा और दिलचस्प शरीर है।
Toongi डिपॉजिट के रूप में जाना जाता है, यह साइट तथाकथित दुर्लभ पृथ्वी में समृद्ध है: इलेक्ट्रिक कारों से लेकर सौर पैनलों और मोबाइल फोन तक आधुनिक प्रौद्योगिकियों के लिए आवश्यक 16 धातु तत्वों का संग्रह।
इस जमा राशि को खदान करने के लिए प्रयास चल रहे हैं, लेकिन आने वाले दशकों में दुर्लभ पृथ्वी की मांग भारी होने की संभावना है।
अधिक खोजने के लिए, हमें यह समझने की आवश्यकता है कि ये जमा कैसे और क्यों बनते हैं। ऑस्ट्रेलियाई ज्वालामुखियों पर हमारे नवीनतम शोध, में प्रकाशित प्रकृति संचार पृथ्वी और पर्यावरणदिखाता है कि ज्वालामुखियों के अंदर छोटे क्रिस्टल कैसे दुर्लभ पृथ्वी जमा के गठन के बारे में सुराग प्रदान करते हैं – और हम उनमें से अधिक कैसे पा सकते हैं।
दुर्लभ पृथ्वी और पिघलने वाले मेंटल
दुर्लभ पृथ्वी तत्व जमा का गठन पृथ्वी के मेंटल के आंशिक पिघलने के साथ शुरू होता है जो क्रस्ट के नीचे गहरा है।
पृथ्वी का मेंटल उन खनिजों पर हावी है जो लोहे और मैग्नीशियम में समृद्ध हैं। इन खनिजों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों सहित अन्य तत्वों की छोटी मात्रा भी होती है।
जब मेंटल मैग्मा बनाने के लिए पिघल जाता है, तो दुर्लभ पृथ्वी तत्व आसानी से मैग्मा में चले जाते हैं। यदि पिघलने की मात्रा छोटी होती है, तो मैग्मा में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का एक उच्च अनुपात होता है, अगर पिघलने की मात्रा बड़ी होती है-उदाहरण के लिए, एक मध्य-महासागर रिज पर जहां विशाल मात्रा में मैग्मा सतह पर जाते हैं और नए महासागरीय क्रस्ट बनाते हैं ।
जैसे ही यह मैग्मा पृथ्वी की सतह की ओर पलायन करता है, यह ठंडा हो जाता है और नए खनिज बनने लगते हैं। ये खनिज ज्यादातर ऑक्सीजन, सिलिकॉन, कैल्शियम, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और लोहे से बने होते हैं।
इसका मतलब है कि बचे हुए मैग्मा में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की उच्च सांद्रता होती है। यह अवशिष्ट तरल क्रस्ट के माध्यम से चढ़ना जारी रखेगा जब तक कि यह सतह पर जम जाता है या समाप्त नहीं होता है।
ग्रीनलैंड से सेंट्रल न्यू साउथ वेल्स तक
यदि मैग्मा क्रस्ट में ठंडा हो जाता है और क्रिस्टलीकृत करता है, तो यह महत्वपूर्ण धातुओं के उच्च स्तर वाली चट्टानों का निर्माण कर सकता है। एक जगह जहां ऐसा हुआ है, वह दक्षिणी ग्रीनलैंड में गार्डर आग्नेय परिसर है, जिसमें कई दुर्लभ पृथ्वी तत्व जमा शामिल हैं।
ऑस्ट्रेलिया में सेंट्रल न्यू साउथ वेल्स में, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में समृद्ध मैग्मा सतह पर फट गए। उन्हें सामूहिक रूप से भूवैज्ञानिक नाम बेनोलॉन्ग ज्वालामुखी सुइट दिया जाता है।
इस सुइट के भीतर टोंगी डिपॉजिट है – प्राचीन ज्वालामुखी प्लंबिंग सिस्टम का एक हिस्सा। यह महत्वपूर्ण धातुओं के उच्च स्तर वाले मैग्मा का एक “घुसपैठ” है।
दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में समृद्ध मैग्मा असामान्य हैं, और जो कि उत्पादक रूप से खनन किए जाने के लिए पर्याप्त समृद्ध हैं, अभी भी दुर्लभ हैं, दुनिया भर में केवल कुछ ज्ञात उदाहरणों के साथ। यहां तक कि हम सभी के बारे में जानते हैं कि मैग्मा कैसे बनता है, बेहतर तरीके से समझने और भविष्यवाणी करने के लिए बहुत अधिक काम किया जाता है कि महत्वपूर्ण धातुओं में समृद्ध मैग्मा कहां पाया जा सकता है।
क्रिस्टल रिकॉर्ड ज्वालामुखी इतिहास
आपने सोचा होगा कि वैज्ञानिकों को हमारे पैरों के नीचे किलोमीटर (कभी -कभी दसियों किलोमीटर) के बारे में क्या पता है। हम चट्टानों का अध्ययन करने से पृथ्वी के इंटीरियर के बारे में बहुत कुछ सीखते हैं जो सतह पर अपना रास्ता बनाते हैं।
एक मैग्मा में होने वाली प्रक्रियाएं क्योंकि यह पृथ्वी के आंतरिक भाग से निकलता है, खनिजों की रासायनिक संरचना में सुराग छोड़ देता है जो रास्ते में क्रिस्टलीकृत होता है। विशेष रूप से एक खनिज – क्लिनोपॉक्सीन – विशेष रूप से इन सुरागों को संरक्षित करने में प्रभावी है, एक छोटे क्रिस्टल बॉल की तरह।
सौभाग्य से, बेनोलॉन्ग ज्वालामुखी सुइट में कई चट्टानों के भीतर क्लिनोपॉक्सिन के क्रिस्टल हैं। इसने हमें गैर-खनिज चट्टानों के इतिहास की जांच करने और इसकी तुलना खनिज टोंग्गी घुसपैठ के साथ करने की अनुमति दी।
टोंगी में चट्टानों के बारे में क्या अलग है
हमने पाया कि टोंगी चट्टानों के दो महत्वपूर्ण अंतर हैं।
सबसे पहले, गैर-खनिज ज्वालामुखी सुइट में क्लिनोपॉक्सेन्स में बहुत सारे दुर्लभ पृथ्वी तत्व होते हैं। यह हमें बताता है कि ज्वालामुखी सुइट में अधिकांश चट्टानों के लिए, महत्वपूर्ण धातुओं को क्लिनोपॉक्सीन के भीतर “लॉक अप” किया गया था, बजाय अवशिष्ट पिघल में रहने के।
इसके विपरीत, Toongi से Clinopyroxene क्रिस्टल दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के निम्न स्तर दिखाते हैं। यहां, ये तत्व एक अलग खनिज, यूडियालीट में निहित हैं, जिसे दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के लिए खनन किया जा सकता है।
(सिम्पसन, उबाइड और स्पैंडलर / नेचर कम्युनिकेशंस अर्थ एंड एनवायरनमेंट, सीसी द्वारा)
दूसरा, और सबसे दिलचस्प, टोंगी के क्लिनोपॉक्सेन्स में एक आंतरिक क्रिस्टल संरचना होती है जो एक घंटे के आकार से मिलती जुलती है। यह क्रिस्टल के कुछ हिस्सों में रहने वाले विभिन्न तत्वों के कारण होता है। यह एक रोमांचक अवलोकन है क्योंकि यह बताता है कि तेजी से क्रिस्टलीकरण गैस की रिहाई के कारण हुआ था जबकि क्रिस्टल बन रहे थे।
इसके विपरीत, हमें दुर्लभ पृथ्वी के उच्च स्तर के बिना चट्टानों में तेजी से क्रिस्टलीकरण का कोई सबूत नहीं मिला।
हमारे काम का मतलब है कि अब हम ऑस्ट्रेलिया में अन्य विलुप्त ज्वालामुखियों में क्लिनोपॉक्सिन की रचना और ज़ोनिंग को ट्रैक कर सकते हैं और यह पता लगाने के लिए कि कौन से प्रासंगिक दुर्लभ पृथ्वी तत्व जमा हो सकते हैं।
यह अध्ययन यह समझने के लिए पहेली का एक और टुकड़ा जोड़ता है कि महत्वपूर्ण धातुएं कैसे जमा होती हैं, और हम उन्हें एक स्थायी भविष्य के लिए हरे, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को पावर करने के लिए कैसे पा सकते हैं।
ब्रेनेन सिम्पसन, पीएचडी उम्मीदवार, क्वींसलैंड विश्वविद्यालय; कार्ल स्पैन्डलर, एसोसिएट प्रोफेसर, एडिलेड विश्वविद्यालय, और टेरेसा उबाइड, आर्क फ्यूचर फेलो और एसोसिएट प्रोफेसर इन इफेक्ट पेट्रोलॉजी/ज्वालामुखी, द यूनिवर्सिटी ऑफ क्वींसलैंड
यह लेख एक क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत बातचीत से पुनर्प्रकाशित है। मूल लेख पढ़ें।
