A cerca de 400 quilómetros a noroeste de Sidney, a sul de Dubbo, encontra-se um grande corpo de rocha formado há cerca de 215 milhões de anos por vulcões em erupção.
Conhecido como o depósito de Toongi, este local é rico nas chamadas terras raras: um conjunto de 16 elementos metálicos essenciais para as tecnologia modernas, desde carros elétricos a painéis solares e telemóveis.
Segundo o Science Alert, estão a ser desenvolvidos esforços para explorar este depósito, mas a procura de terras raras nas próximas décadas será provavelmente enorme.
Uma investigação recente sobre vulcões australianos, publicada na Nature Communications Earth and Environment, mostra como os minúsculos cristais formados no interior dos vulcões oferecem pistas sobre a formação de depósitos de terras raras — e como podemos encontrar mais.
A formação de depósitos de elementos de terras raras começa com a fusão parcial do manto terrestre, que se encontra profundamente abaixo da crosta.
O manto da Terra é dominado por minerais ricos em ferro e magnésio, que também contêm pequenas quantidades de outros elementos, incluindo os elementos de terras raras.
Quando o manto derrete para formar o magma, os elementos de terras raras deslocam-se facilmente para o magma. Se a quantidade de fusão for pequena, o magma tem uma proporção mais elevada de elementos de terras raras. Este líquido residual continuará a subir através da crosta até solidificar ou entrar em erupção à superfície.
Se o magma arrefecer e cristalizar na crosta, pode formar rochas com elevados níveis de metais críticos. Um local onde isto aconteceu foi o Complexo Ígneo de Gardar, no sul da Gronelândia, que contém vários depósitos de elementos de terras raras.
No centro de Nova Gales do Sul, na Austrália, magmas enriquecidos em elementos de terras raras entraram em erupção à superfície. A estes magmas é dado coletivamente o nome geológico de Suite Vulcânica de Benolog.
Dentro deste conjunto encontra-se o depósito de Toongi — uma parte do antigo sistema de canalização vulcânica. Trata-se de uma “intrusão” de magma congelado contendo níveis muito elevados de metais críticos.
Os magmas enriquecidos em elementos de terras raras são pouco comuns, e os que são suficientemente enriquecidos para serem extraídos de forma produtiva são ainda mais raros, havendo apenas alguns exemplos conhecidos em todo o mundo.
Os processos que ocorrem num magma à medida que este sobe do interior da Terra deixam pistas na composição química dos minerais que se cristalizam ao longo do caminho. Um mineral em particular — o clinopiroxénio — é particularmente eficaz na preservação destas pistas, como uma pequena bola de cristal.
Existem cristais de clinopiroxénio em muitas das rochas da Suite Vulcânica de Benolog, que permitiu examinar a história das rochas não mineralizadas e compará-la com a da intrusão mineralizada de Toongi.
Os investigadores descobriram que as rochas de Toongi têm duas diferenças importantes. Primeiro, os clinopiroxénios no conjunto vulcânico não mineralizado contêm muitos elementos de terras raras. Para a maioria das rochas do conjunto vulcânico, os metais críticos foram “trancados” dentro do clinopiroxénio, em vez de permanecerem na fusão residual.
Por outro lado, os cristais de clinopiroxénio de Toongi mostram baixos níveis de elementos de terras raras. Neste caso, os elementos são contidos num mineral diferente, o eudialyte que pode ser extraído para elementos de terras raras.
Em segundo lugar, e mais interessante, os clinopiroxénios de Toongi têm uma estrutura cristalina interna que se assemelha a uma forma de ampulheta. Este facto é causado por diferentes elementos que residem em algumas partes do cristal.
É uma “observação excitante” porque sugere que a rápida cristalização ocorreu devido à libertação de gás enquanto os cristais se formavam.
Em contrapartida, não foram encontradas provas de cristalização rápida nas rochas sem níveis elevadas de terras raras.
O trabalho dos investigadores significa que é possível seguir a composição e o zonamento do clinopiroxeno noutros vulcões extintos na Austrália e não só, para descobrir quais os que podem acumular depósitos relevantes de elementos de terras raras.
