Pesquisadores de Cambridge criam método para localizar depósitos de terras raras com maior precisão

Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram um método para localizar depósitos de terras raras com maior precisão ao correlacionar a formação desses minerais à espessura da litosfera. O estudo, publicado na Nature Geoscience em 22 de maio, baseou-se na análise de 9.000 amostras de rochas e no cruzamento de dados químicos com informações sísmicas.

A investigação, liderada pela Dra. Emilie Bowman, buscou compreender a ocorrência de magmas ricos em dióxido de carbono (CO2), que frequentemente indicam a presença de terras raras. Os resultados revelaram que essas formações não são aleatórias, concentrando-se nas bordas de áreas continentais antigas e espessas, onde a litosfera — a camada rígida externa da Terra — apresenta maior profundidade.

Para mapear essa estrutura, a equipe utilizou ondas sísmicas de terremotos, técnica comparável ao uso de sonares no fundo do mar, conforme detalhado pelo geofísico do projeto, Sergei Lebedev. O mapeamento demonstrou que a espessura litosférica orienta a localização dos depósitos, pois regiões mais espessas atuam como zonas de concentração de processos magmáticos essenciais para a formação de minerais valiosos.

O mecanismo geológico envolve a retenção de pequenas bolsas de rocha derretida nas profundezas da crosta e do manto litosférico. Sob núcleos continentais antigos, a combinação de alta pressão e temperaturas reduzidas impede um derretimento amplo, permitindo que pequenas porções de magma absorvam gases como o CO2 e evoluam lentamente, concentrando componentes químicos raros. A mineralização econômica ocorre quando um segundo evento tectônico funde novamente essas rochas, elevando a concentração de terras raras.

O estudo analisou magmas continentais intraplaca jovens, com menos de 200 milhões de anos, abrangendo tipos como carbonatitos, kimberlitos, lamproítos olivínicos, lamprófiros ultramáficos, melilititos, nefelinitos, basanitos e basaltos alcalinos e subalcalinos. Para evitar distorções por regiões excessivamente estudadas, as amostras foram agrupadas em células de 1 grau por 1 grau e comparadas com estimativas de espessura litosférica e anomalias de velocidade de ondas de cisalhamento.

Os dados apontam que quanto maior a espessura da litosfera, maior o teor de CO2 no magma. Basanitos, com menos de 5% de CO2 em peso, surgem em litosfera fina e não cratônica. Já os kimberlitos, que podem atingir quase 20% de CO2 e costumam abrigar diamantes, instalam-se preferencialmente em litosferas cratônicas espessas. Os carbonatitos, associados a depósitos de nióbio, tântalo, zircônio, fluorita, fosfato e terras raras, apresentam faixas de espessura semelhantes às de nefelinitos, melilititos e lamprófiros ultramáficos.

A pesquisa sugere que a distribuição espacial dos depósitos de terras raras segue a dos carbonatitos, possivelmente devido a processos de alteração hidrotermal ou cristalização fracionada na crosta durante o resfriamento do magma.

Essa relação foi exemplificada em um recorte geográfico que vai do cráton norte-americano ao corredor Laramide, no oeste da América do Norte. No Canadá, o cráton de alta velocidade abriga kimberlitos do Cretáceo ligados à litosfera espessa. Já no corredor Laramide, a subducção da placa Farallon entre 88 e 68 milhões de anos atrás provocou a desvolatilização e a posterior fusão parcial da litosfera durante o Eoceno-Pleistoceno, gerando magmas ricos em CO2. Nesse trajeto, observou-se que basanitos preferem litosferas finas próximas à margem ativa, enquanto nefelinitos e melilititos ocorrem em litosferas intermediárias.

O modelo atual foca em magmas posteriores à fragmentação da Pangeia para minimizar interferências de mudanças tectônicas antigas. O próximo objetivo dos pesquisadores é analisar rochas com mais de 200 milhões de anos, etapa fundamental para compreender depósitos como Mountain Pass, Bayan Obo e Mount Weld.

A descoberta transforma a compreensão de rochas ígneas ricas em CO2 em uma ferramenta de prospecção mineral. O avanço é estratégico para a segurança energética e a autonomia industrial, dado que as terras raras são componentes essenciais para a fabricação de smartphones, turbinas eólicas e veículos elétricos, reduzindo a dependência de poucos fornecedores globais em meio à transição para energias limpas.