Les recherches menées par l’Université Macquarie apportent un nouvel éclairage sur la façon dont les concentrations de métaux utilisés dans les technologies d’énergies renouvelables peuvent être transportées depuis les profondeurs du manteau intérieur de la Terre par des fontes à basse température et riches en carbone.
Les résultats publié cette semaine dans le journal Avancées scientifiques peut contribuer aux efforts mondiaux visant à trouver ces précieuses matières premières.
Une équipe internationale dirigée par le Dr Isra Ezad, chercheur postdoctoral à l’École des sciences naturelles de l’Université Macquarie, a mené des expériences à haute pression et haute température créant de petites quantités de carbonate fondu dans des conditions similaires à celles situées à environ 90 kilomètres de profondeur dans le manteau. sous la croûte terrestre.
Leurs expériences ont montré que les fontes carbonatées peuvent dissoudre et transporter une gamme de métaux et de composés critiques provenant des roches environnantes dans le manteau – de nouvelles informations qui éclaireront la future prospection des métaux.
« Nous savions que les fontes carbonatées contenaient des éléments de terres rares, mais cette recherche va plus loin », explique le Dr Ezad.
« Nous montrons que cette roche en fusion contenant du carbone absorbe le soufre sous sa forme oxydée, tout en dissolvant les métaux précieux et communs – les métaux » verts « du futur – extraits du manteau. »
La plupart des roches qui se trouvent profondément dans la croûte terrestre et sous le manteau sont de composition silicatée, comme la lave qui sort des volcans.
Cependant, une infime proportion (une fraction de pour cent) de ces roches profondes contient de petites quantités de carbone et d’eau qui les font fondre à des températures plus basses que d’autres parties du manteau.
Ces fontes carbonatées dissolvent et transportent efficacement les métaux de base (y compris le nickel, le cuivre et le cobalt), les métaux précieux (y compris l’or et l’argent) et le soufre oxydé, distillant ces métaux dans des gisements potentiels.
« Nos résultats suggèrent que les fontes carbonatées enrichies en soufre pourraient être plus répandues qu’on ne le pensait auparavant et jouer un rôle important dans la concentration des gisements de métaux », explique le Dr Ezad.
Les chercheurs ont utilisé deux compositions naturelles du manteau : une pyroxénite de mica provenant de l’ouest de l’Ouganda et une lherzolite spinelle fertile du Cameroun.
Des régions de croûte continentale plus épaisses ont tendance à se former dans les régions intérieures les plus anciennes des continents, où elles peuvent agir comme une éponge, aspirant le carbone et l’eau, explique le Dr Ezad.
« La fusion carbone-soufre semble dissoudre et concentrer ces métaux dans des régions distinctes du manteau, les déplaçant vers des profondeurs crustales moins profondes, où des processus chimiques dynamiques peuvent conduire à la formation de gisements de minerai », explique le Dr Ezad.
Le Dr Ezad affirme que cette étude indique que le suivi de la fonte des carbonates pourrait nous permettre de mieux comprendre les processus de redistribution des métaux et de formation de minerais à grande échelle au cours de l’histoire de la Terre.
« Alors que le monde s’éloigne des combustibles fossiles pour se tourner vers les technologies des batteries, de l’énergie éolienne et solaire, la demande pour ces métaux essentiels monte en flèche et il devient de plus en plus difficile de trouver des sources fiables », explique le Dr Ezad.
« Ces nouvelles données nous fournissent un espace d’exploration minérale auparavant non pris en compte pour les métaux communs et précieux : les gisements provenant des fontes de carbonates », dit-elle.
Plus d’information:
Isra S. Ezad et al, La fusion naissante des carbonates entraîne la mobilisation des métaux et du soufre dans le manteau, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adk5979