Avustralya’nın Sydney şehrinin yaklaşık 400 kilometre kuzeybatısında, Dubbo yakınlarında bulunan Toongi yatağı, 215 milyon yıl önce yanardağların patlamasıyla oluşmuş büyük bir kaya kütlesidir. Bu bölge, elektrikli araçlar, güneş panelleri ve cep telefonları gibi modern teknolojiler için hayati öneme sahip olan nadir toprak elementleri bakımından son derece zengindir.
Toongi yatağında madencilik faaliyetleri hâlâ sürdürülmektedir. Ancak, gelecek yıllarda nadir toprak elementlerine olan talebin büyük ölçüde artması beklenmektedir. Bilim insanları, bu tür yatakları daha iyi tespit edebilmek için yanardağların nasıl ve neden bu mineralleri biriktirdiğini anlama çabası içindedir.
Avustralya’daki yanardağlarla ilgili yapılan yeni bir araştırma, volkanların içinde oluşan küçük kristallerin nadir toprak elementlerinin izini sürmekte önemli ipuçları sunduğunu ortaya koydu. Söz konusu araştırma, Nature Communications Earth and Environment dergisinde yayımlanmıştır.
Nadir toprak elementleri, Dünya’nın kabuğunun altında yer alan manto tabakasındaki kısmi erime süreciyle meydana gelmeye başlar. Manto, demir ve magnezyum açısından zengin minerallerle doludur. Bu minerallerin içinde nadir toprak elementleri de bulunur. Mantonun erimesiyle oluşan magma, nadir toprak elementlerini de taşır. Magmanın yüzeye doğru yükselmesiyle soğuyarak yeni minerallerin kristalleşmesi süreci başlar. Bu süreçte yüksek oranda nadir toprak elementi içeren magma kalıntıları oluşabilmektedir. Eğer magma, yüzeye çıkmadan önce kabuk içinde kristalleşirse, kritik metaller açısından zengin kayaçlar meydana gelir.
Bu sürecin gerçekleştiği yerlerden biri, Güney Grönland‘daki Gardar Magmatik Kompleksi‘dir. Bu bölgedeki kayaçlar, yüksek seviyede nadir toprak elementleri içermektedir. Ayrıca, Avustralya’nın Yeni Güney Galler bölgesindeki Benolong Volkanik Serisi de nadir toprak elementlerince zenginleşmiş magmaların yüzeye çıktığı yerlerden biridir. Toongi yatağı, antik bir volkanik sistemin içindeki katılaşmış magma kalıntılarından oluşmakta ve kritik metaller açısından oldukça zengin durumdadır.
Ancak, bu tür magmalar oldukça nadirdir ve ekonomik olarak işlenebilir seviyelerde olanları bulmak çok daha zordur. Bilim insanlarının çabası, hangi volkanik süreçlerin bu zengin yatakların oluşumuna katkıda bulunduğunu anlamaya yöneliktir.
Yer bilimciler, yüzeyde bulunan kayaçları inceleyerek Dünya’nın iç yapısıyla ilgili önemli bilgiler elde ederler. Magmanın yüzeye çıkarken geçtiği süreçler, içinde oluşan minerallerin kimyasal bileşiminde değerli ipuçları bırakmalarına sebep olur. Özellikle klinopiroksen adı verilen bir mineral, bu bilgiler için uzun süre koruma özelliğine sahiptir. Benolong Volkanik Serisi’ndeki kayaçlarda bulunan klinopiroksen kristalleri, bölgedeki volkanik süreçlerin tarihini aydınlatmak için bilim insanlarına benzersiz bir fırsat sunmaktadır.
DİĞER BÖLGELERDEN FARKI NE?
Toongi’deki kayaçların, diğer volkanik serilerle karşılaştırıldığında iki önemli farkı bulunmaktadır:
- Diğer bölgelerdeki klinopiroksen kristalleri büyük oranda nadir toprak elementleri içerirken, Toongi’deki kristaller düşük seviyelerde nadir toprak elementi taşımaktadır. Bunun yerine, bu elementler özel bir mineral olan ödialit içinde bulunmaktadır. Ödialit, ticari olarak nadir toprak elementleri için çıkarılabilen bir mineral tür
