علماء الجيولوجيا يحلون لغزا حاسما يحيط بعناصر الأرض النادرة

ساعد فريق دولي من العلماء في كشف لغز طويل الأمد حول كيفية تشكل رواسب العناصر الأرضية النادرة تحت الأرض.

والعناصر الأرضية النادرة (REEs) هي مجموعة من 17 عنصرا كيميائيا قيِّما مهما للغاية في تصنيع الأجهزة التكنولوجية، حيث تُستخدم كمواد خام أساسية في كل شيء بدءا من الهواتف الذكية إلى محركات الأقراص وتوربينات الرياح والأقمار الصناعية والمركبات الكهربائية والمعدات الطبية.

وعلى الرغم من أن اسمها يوحي بأنها نادرة، إلا أنها في الواقع موارد وفيرة نسبيا في القشرة الأرضية؛ تشتتها المتناثر يجعل من الصعب عزلها واستخراجها من تحت السطح، ناهيك عن الطرق الصديقة للبيئة.

وبسبب هذا، فإن رواسب العناصر الأرضية النادرة المركزة هي مورد طبيعي مرغوب فيه للغاية، والعلماء يبحثون باستمرار عن ابتكار طرق جديدة وأفضل للعثور على المعادن الثمينة وتأمينها.

وفي دراسة جديدة بقيادة الجيولوجي مايكل أنينبورغ من الجامعة الوطنية الأسترالية، أراد الباحثون استكشاف الآليات الكيميائية التي تتشكل بها العناصر الأرضية النادرة تحت السطح، وتحديدا في وحول صخور الكربوناتيت النارية المرتبطة ارتباطا وثيقا بالعناصر.

ويوضح الباحثون في ورقتهم الجديدة: “هذه الصخور النادرة ومشتقاتها المعدلة والمتضررة توفر معظم العناصر الأرضية النادرة في العالم. لا يوجد نموذج موحد يشرح جميع ميزات رواسب العناصر الأرضية النادرة المرتبطة بالكربونيت، ما يضعف بشدة الاستكشاف المطلوب لتأمين الإمداد في المستقبل”.

وللتحقيق في عمليات التمعدن خلف رواسب العناصر الأرضية النادرة المرتبطة بالكربوناتيت، قام أنينبورغ وفريقه بمحاكاة ما يحدث عندما تسخن صخور الكربوناتيت تحت ضغط عال، قبل التبريد وإزالة الضغط تماما كما يحدث في عمليات الصهارة الطبيعية.

ووضع الباحثون كميات صغيرة من الكربوناتيت الاصطناعية في كبسولات الفضة أو النيكل في جهاز أسطوانة مكبس، وعرّض الباحثون العينات لدرجات حرارة تصل إلى 1200 درجة مئوية عند ضغوط تصل إلى 2.5 غيغا باسكال (GPa)، قبل فك الضغط تدريجيا و تبريدها إلى 200 درجة مئوية و0.2 غيغا باسكال.

وأوضح أنينبورغ على حسابه في “تويتر”: “كان الهدف هو فهم ما يركز على العناصر الأرضية النادرة من جسم كربوني كامل إلى رواسب محلية عالية الجودة. لذلك قررنا أن نضع كربوناتيت في كبسولة لنختبرها بأنفسنا”.

وقبل الآن، يُعتقد أن بعض الترابطات – الجزيئات القادرة على الارتباط مع العناصر الأرضية النادرة – بما في ذلك الكلور والفلور – كانت ضرورية لجعل العناصر الأرضية النادرة قابلة للذوبان، وقادرة على تعبئة المواد الكيميائية إلى تركيزات متبلورة قادرة على الاستخراج.

ولكن هذا ليس ما أظهرته التجربة. وبدلا من ذلك، تشير النتائج إلى أن المواد الكيميائية القلوية مطلوبة لنقل العناصر الأرضية النادرة داخل وحول الكربونات كمقدمة للتمعدن الاقتصادي، حيث أظهرت التجربة أن الصوديوم والبوتاسيوم ساعدا في جعل العناصر الأرضية النادرة قابلة للذوبان.

ووفقا للباحثين، فإن الكربونات الحاملة للقلويات قادرة على تكوين سوائل غنية بالعناصر الأرضية النادرة التي يمكن أن تهاجر لمسافات طويلة في ظروف شبيهة بالصخور، مع الاحتفاظ بقدرة ذوبان عالية في العناصر الأرضية النادرة.

وبالطبع، لمجرد أننا رأينا هذا في ظروف المختبر، لا يعني بالضرورة أننا سنلاحظ التفاعلات الدقيقة نفسها في أنظمة الطبيعة المفتوحة، حيث يمكن لوجود الماء وجميع أنواع المواد الكيميائية الأخرى في البيئة، تغيير الأشياء.

ومع ذلك، فهي خطوة إلى الأمام، تعمل على إصلاح معرفتنا بالعمليات الأساسية التي ينطوي عليها تكوين العناصر الأرضية النادرة.

وأبلغ عن النتائج في Science Advances.

المصدر: ساينس ألرت + RT

 

اخر الاخبار
أعراض الاكتئاب المتعددة تزيد من خطر الإصابة بالسكتة الدماغية تركيا واليونان تؤكدان الدعم المتبادل بعد الزلزال 4 قتلى و120 جريحًا جراء زلزال تركيا العراق على موعد مع موجة نزوح جديدة .. هذه المرة بسد النفط يفاقم خسائره هيونداي توقع صفقة بـ 2 مليار دولار مع العراق كتلة نيابية تحذر من التوجه للخصخصة والاستثمار: روسيا لا تنكر خطر "تسلل" مرتزقة من سوريا يشاركون في المعارك الدائرة في قره باغ الصين تحتج على إبحار سفينة حربية كندية في مضيق تايوان دراسة: بعض الأجسام المضادة لـ "كوفيد-19" تهاجم الجسم وليس الفيروس! متى يمكن أن يكون تعبك علامة على الإصابة بعدوى "كوفيد-19"! جولة ثالثة من المفاوضات غير المباشرة بين لبنان وإسرائيل ميركل تحذر من الشهور الأربعة المقبلة! المالية النيابية بشأن رواتب الموظفين: الرقم المقدم بقانون العجز يجعلنا بحيرة لجنة برلمانية تتهم الحكومة بتخصيص مبالغ استثمارية لأبواب لاتمثل ضرورة تشكيل لجنة تحقيقية عليـا بشأن حادثة الخيلانية تعرف على مزايا معالج A15 Bionic المخصص لهواتف iPhone 13 قصف مدفعي ايراني شمالي اربيل العثور على مقبرة جماعية تضم 5 آلاف شخص في رواندا تسبب بإبادة كميات كبيرة.. تحذيرات من استمرار الصيد الجائر للاسماك والطيور باهوار الجبايش فيتنام تستعد لإجلاء 1.2 مليون مواطن مع اقتراب عاصفة استوائية دراسة تكشف فائدة "كبيرة" للمواظبة على شرب القهوة اكتشاف أقدم حالة معروفة لـ "مرض تصخر العظام" في رفات من العصر الحديدي أرسين تتار: يهدد بالتخلي عن مساعي توحيد شطري قبرص والسعي إلى "حل الدولتين" القبض على إرهابيين اثنين في الأنبار إنفجار كدس عتاد داخل معسكر أشرف التابع للحشد في ديالى الزراعة: التجار يتلاعبون بـ"البيض" لضرب المنتج المحلي بـ"حجر" الأسعار الليرة التركية تهوي إلى أدنى مستوياتها على الإطلاق اللجنة المالية: الحكومة تحتاج الى 20 تريليون دينار وليس 40 اليابان لن تنضم إلى معاهدة حظر الأسلحة النووية الصين تقرر فرض عقوبات على شركات أمريكية باكو ويريفان تعلنان الامتثال الكامل بنظام وقف إطلاق النار في قره باغ أسعار النفط تهبط بنحو 3% رغم الحظر الأميركي.. إيران تؤكد مواصلتها تصدير المشتقات النفطية للعراق بعد تحذير مماثل في تركيا.. السفارة الأمريكية في باكو تتحدث عن تهديدات بهجمات وعمليات خطف يريفان: حصلنا على أدلة تشير لمشاركة القوات الخاصة التركية في القتال في قره باغ وزير الداخلية التركي يوجه انتقادات حادة لواشنطن بعد إعلانها عن هجمات إرهابية محتملة بالصور.. طلبة جامعات النجف يلتحقون بساحات التظاهر نائب: قانون الاقتراض سيمضي لكن ليس بالمبلغ المعلن بالصور.. تظاهرات ساحة الحبوبي بالصور.. متظاهرو ميسان أثينا تصدر رسالة "نافتكس" مضادة بشأن التنقيب التركي وأنباء عن حادث بين فرقاطة يونانية و"أوروتش رئيس" الكرملين يؤكد عدم التزام طرفي نزاع قره باغ بالهدنة ويحدد شرط مشاركة تركيا في التسوية ردا على قمة نيقوسيا.. تركيا تطالب مصر واليونان وقبرص بـ"تغيير سياساتها المتطرفة" دراسة: الروبوتات تقضي على 85 مليون وظيفة اللجنة المالية: صرف الرواتب لن يتأخر كما حدث الشهر الماضي "لوك أويل" الروسية تكشف عن خططها النفطية في العراق واشنطن تبلغ الحلفاء في الناتو عن الصواريخ النووية الروسية والصينية عون يتحدث عن الفساد "المتجذر" في لبنان ويؤكد استمراره في منصبه الصين تقدم احتجاجا إلى الولايات المتحدة إزاء التدخل في شؤون التبت