Um estudo recente concluiu que a maior parte dos depósitos de terras raras - fontes de metais indispensáveis para eletrónicos e para tecnologias de energia limpa - está posicionada acima de antigas zonas de colisão hoje enterradas. Essas faixas se formaram onde placas tectónicas colidiram no passado e acabaram afundando profundamente sob os continentes.
Com isso, o mapa atual da mineração passa a ser visto como uma expressão superficial de mudanças tectónicas profundas estabelecidas muito antes de um derretimento posterior gerar minério aproveitável.
Pegadas tectónicas enterradas
Ao comparar continentes reconstruídos, as correspondências mais nítidas surgiram em locais onde colisões de placas, duradouras, pressionaram as bordas continentais e deixaram, em profundidade, zonas quimicamente modificadas.
Ao acompanhar essas faixas soterradas ao longo do tempo, Carl Spandler, professor da Universidade de Adelaide, e os seus colegas registaram o mesmo padrão em 412 locais mapeados.
Os resultados indicaram que cerca de 29 milhões de milhas quadradas (75 milhões de km²) de crosta continental se encontra acima dessas regiões profundas alteradas. As maiores concentrações apareceram sobretudo onde vários cinturões antigos se sobrepõem.
Esse acúmulo torna difícil tratar a relação como simples coincidência e leva à questão central: o que transformou essas zonas antigas, enterradas, em rochas portadoras de minério?
Por que os carbonatitos importam
Muitos dos depósitos de terras raras mais ricos ocorrem em carbonatitos, rochas ígneas raras ricas em minerais carbonatados, e não em lavas comuns.
Esses magmas têm origem em grandes profundidades sob os continentes, onde pequenas frações de fusão tendem a concentrar elementos que não se encaixam facilmente nos minerais mais frequentes.
Trabalhos do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) descrevem, desde a década de 1960, os carbonatitos como a principal fonte de elementos de terras raras leves.
Cerca de 67% dessas rochas hospedeiras ficaram dentro das mesmas zonas antigas, conectando magmas com minério a essa história tectónica profunda.
Mudanças no manto profundo
Quando uma placa mergulha sob outra - a subdução, processo que recicla a crosta para o manto - água, carbono e elementos-traço são transportados para baixo.
Uma parte desse material pode voltar a ascender para a litosfera do manto, a “casca” rígida sob os continentes, alterando a sua composição.
Essa assinatura química reduz a temperatura necessária para derretimentos futuros, permitindo a formação de magmas incomuns sem exigir calor fora do normal.
Em vez de gerar minério de imediato, a fase de colisão parece carregar a crosta profunda com ingredientes que podem permanecer ali por períodos muito longos.
Momento de formação
A cronologia contrariou uma visão simples de causa e efeito, porque a etapa de “preparação” enterrada e o episódio que produz magma muitas vezes ficam separados por intervalos enormes.
“Esse intervalo de tempo é um dos aspetos mais surpreendentes das nossas descobertas”, disse Spandler.
Em alguns casos, a diferença variou de milhões de anos até quase 2 mil milhões de anos.
Essa demora separa o antigo “primer” químico do gatilho posterior, abrindo espaço para diferentes caminhos capazes de levar ao derretimento.
Onde a sobreposição aumenta
As correspondências mais densas apareceram em continentes com colisões repetidas, especialmente na América do Norte, no sul da África e na China.
Blocos antigos e estáveis conhecidos como crátons - as partes mais resistentes que sobreviveram dos continentes - parecem conservar particularmente bem essas zonas profundas enriquecidas.
Cerca de 85% das regiões férteis mapeadas sobrepunham-se entre si, um indício de que vários eventos antigos empilharam os seus efeitos.
Áreas escondidas sob o gelo da Antártida ainda podem seguir o mesmo padrão, mas esses depósitos continuam difíceis de confirmar.
Por que as plumas perdem força
Explicações mais antigas muitas vezes davam destaque às plumas do manto - colunas ascendentes de rocha quente - como a principal origem desses depósitos.
No entanto, muitos carbonatitos, rochas vulcânicas raras que hospedam a maioria dos depósitos de terras raras, não exibem uma ligação clara com essas fontes de calor, e a sua química aponta para formação em temperaturas mais baixas.
Como o novo mapeamento alinha os depósitos, em vez disso, com zonas antigas onde placas tectónicas colidiram, enfraquece-se a ideia de que plumas ascendentes de rocha quente tenham feito a maior parte da “preparação”.
Isso não elimina as plumas como possíveis gatilhos tardios, mas desloca-as do papel principal.
Gatilhos após atrasos longos
Mesmo assim, um distúrbio posterior ainda precisa ocorrer, porque um manto enriquecido, por si só, não se derrete automaticamente para formar um depósito.
Rifteamento, deformação, aquecimento nas proximidades ou alívio de pressão podem empurrar a rocha preparada além do seu ponto de fusão, agora mais baixo.
Quando o derretimento começa, os elementos raros concentram-se porque permanecem no líquido em vez de entrarem nos cristais mais comuns.
Essa sequência ajuda a explicar por que minérios podem surgir longe de qualquer limite de placa ativo e, ainda assim, carregar uma assinatura mais antiga.
A exploração fica mais estreita
Para a exploração mineral, o estudo fez mais do que interpretar rochas antigas: ele também reduziu a área global de busca.
Apenas cerca de 35% da crosta continental estava dentro das zonas férteis mapeadas, mas esses espaços concentravam a maioria dos depósitos.
“Esta investigação mostra que os ingredientes para esses depósitos de minerais críticos foram colocados no lugar há muitos milhões, até mesmo milhares de milhões de anos”, disse Spandler.
Esse raciocínio torna a prospeção mais direcionada, já que cinturões tectónicos antigos podem permitir que empresas e governos façam levantamentos com menos suposições.
Limites do mapa
Nem todos os depósitos caíram dentro das zonas mapeadas, e o modelo, de forma deliberada, deixou alguns processos de formação de minério fora do seu alcance.
Subduções de curta duração, movimentos posteriores da crosta, erosão e plumas do manto podem gerar “falhas” na correspondência ou encobrir sinais mais antigos.
Além disso, as regiões-fonte mais antigas e ocultas estendem-se para além da janela de 2 mil milhões de anos usada no mapa, o que mantém parte da história profunda fora de vista.
Mesmo com essas limitações, testes aleatórios caíram dentro de zonas férteis apenas cerca de um terço das vezes, bem abaixo da taxa de correspondência observada nos depósitos reais.
Legado da Terra profunda
As colisões antigas parecem ter enriquecido os continentes com a química certa, enquanto perturbações mais jovens determinaram quando esses ingredientes enterrados finalmente derreteram.
Reconstruções tectónicas mais precisas podem estreitar ainda mais esses alvos, sobretudo em regiões cobertas por gelo e em terrenos mais antigos do que o mapa atual consegue acompanhar.
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