Решена загадка появления редчайших веществ на Земле

Международная группа ученых раскрыла загадку появления залежей редкоземельных элементов, которые важны для производства с использованием высоких технологий. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, решают проблему разведки редчайших химических веществ Земли и помогут обеспечить бесперебойные поставки ресурсов для производства смартфонов, спутников, электромобилей, медицинского оборудования и других устройств.

Специалисты смоделировали процессы, происходящие при нагревании карбонатитовой породы под высоким давлением и ее последующем охлаждении. Карбонатиты имеют магматическое происхождение и тесно связаны с залежами редкоземельных элементов (РЗЭ), которые образуются в непосредственной близости или внутри пород. Выветрившиеся или видоизмененные карбонатитовые породы обеспечивают основную долю редкоземельных элементов во всем мире, однако до сих пор не было единой модели, объясняющей формирование РЗЭ.

Ученые помещали небольшое количество синтетического карбонатита в специальные капсулы, где их подвергали воздействию температуры в 1200 градусов Цельсия при давлении до 2,5 гигапаскаля, а затем постепенно снижали температуру и давление до 200 градусов Цельсия и 0,2 гигапаскаля.

Ранее считалось, что такие атомы, как хлор и фтор, связываются с РЗЭ в составе карбонатита, делая их растворимыми и заставляя мигрировать с образованием концентрированных кристаллических форм. Однако оказалось, что эту функцию выполняют щелочные химические вещества, содержащие натрий и калий.

К редкоземельным относятся 17 элементов, включая скандий, иттрий и лантаноиды. Несмотря на название, РЗЭ не являются редкими в земной коре элементами, однако они сильно рассеяны, что затрудняет разведку и разработку залежей.