Avustralya’nın Sydney kentinin yaklaşık 400 kilometre kuzeybatısında, Dubbo yakınlarında yer alan Toongi yatağı, 215 milyon yıl evvel yanardağların patlamasıyla oluşmuş büyük bir kaya kütlesi. Bu bölge, elektrikli otomobiller, güneş panelleri ve cep telefonları üzere çağdaş teknolojiler için hayati değere sahip ender toprak elementleri bakımından epeyce varlıklı.
Toongi yatağında madencilik çalışmaları devam etse de, gelecek yıllarda az toprak elementlerine olan talebin büyük ölçüde artması bekleniyor. Bilim insanları bu çeşit yatakları daha güzel tespit edebilmek için yanardağların nasıl ve neden bu mineralleri biriktirdiğini anlamaya çalışıyor.
Avustralya’daki yanardağlarla ilgili yapılan yeni araştırma, volkanların içinde oluşan küçük kristallerin az toprak elementlerinin izini sürmek için kıymetli ipuçları sunduğunu ortaya koydu. Araştırma, Nature Communications Earth and Environment mecmuasında yayımlandı.
Nadir toprak elementleri, Dünya’nın kabuğunun altında yer alan manto katmanındaki kısmi erime süreciyle oluşmaya başlar. Manto, demir ve magnezyum açısından güçlü minerallerden oluşur. Bu minerallerin içinde az ölçüde az toprak elementi de bulunur.
Mantonun erimesiyle oluşan magma, ender toprak elementlerini de içinde taşır. Magma yüzeye yanlışsız yükseldikçe soğur ve yeni mineraller kristalleşmeye başlar. Bu süreçte, nadiren yüksek oranda ender toprak elementi içeren magma kalıntıları oluşur. Şayet magma yüzeye çıkmadan evvel kabuk içinde kristalleşirse, kritik metaller açısından varlıklı kayaçlar meydana gelir.
Bu sürecin gerçekleştiği yerlerden biri, Güney Grönland’daki Gardar Magmatik Kompleksi’dir. Bu bölgede yüksek düzeyde ender toprak elementi içeren kayaçlar bulunmuştur.
Avustralya’nın Yeni Güney Galler bölgesindeki Benolong Volkanik Serisi ise az toprak elementlerince zenginleşmiş magmaların yüzeye çıktığı yerlerden biridir. Bu seriye ilişkin olan Toongi yatağı, antik bir volkanik sistemin içindeki katılaşmış magma kalıntılarından oluşur ve kritik metaller açısından son derece zengindir.
Ancak, bu tıp magmalar epey enderdir ve ekonomik olarak işlenebilir düzeyde olanları bulmak çok daha sıkıntı. Bilim insanları, hangi cins volkanik süreçlerin bu varlıklı yatakların oluşumuna katkıda bulunduğunu anlamaya çalışıyor.
Yer bilimciler, yüzeyde bulunan kayaçları inceleyerek Dünya’nın iç yapısıyla ilgili bilgiler edinirler. Magmanın yüzeye çıkarken geçtiği süreçler, içinde oluşan minerallerin kimyasal bileşiminde ipuçları bırakır.
Özellikle klinopiroksen ismi verilen bir mineral, bu bilgileri uzun mühlet koruyabilme özelliğine sahiptir. Benolong Volkanik Serisi’ndeki kayaçlarda bulunan klinopiroksen kristalleri, bölgedeki volkanik süreçlerin tarihini aydınlatmak için bilim beşerlerine büyük bir fırsat sunmuştur.
DİĞER BÖLGELERDEN FARKI NE?
Toongi’deki kayaçlar, öteki volkanik serilere nazaran iki değerli fark gösteriyor:
- Diğer bölgelerdeki klinopiroksen kristalleri az toprak elementlerini ağır halde içerirken, Toongi’deki kristaller düşük az toprak elementi düzeylerine sahip. Bunun yerine, bu elementler özel bir mineral olan ödialit içinde bulunuyor. Ödialit, ticari olarak ender toprak elementleri için çıkarılabilen bir mineral.
- Toongi’deki klinopiroksen kristalleri, saat camı formunda iç yapılara sahip. Bu durum, kristalleşme sırasında süratli gaz salınımının yaşandığını gösteriyor. Yani, Toongi’deki az toprak elementleri bakımından zenginleşme süreci epeyce süratli ve özel şartlarda gerçekleşmiş olabilir.
