Eksperimen menunjukkan bagaimana konsentrasi unsur tanah jarang (rare Earth elements), yang penting bagi transisi energi ramah lingkungan, mungkin tersembunyi di dalam cadangan kaya zat besi di seluruh dunia.
.jpeg "(Gambar hanya ilustrasi, dibuat oleh AI/Pikaso/Freepik)")
ngarahNyaho - Gunung berapi yang kaya akan zat besi mungkin merupakan lokasi utama untuk menemukan unsur tanah jarang dengan konsentrasi tinggi.
Eksperimen laboratorium terbaru menunjukkan bahwa ketika magma kaya besi mengalami tekanan dan suhu vulkanik, endapan besi oksida-apatit (IOA) yang dihasilkan akan terpisah menjadi dua lelehan yang tidak dapat tercampur.
Salah satunya kaya akan rare earth elements (REE) atau unsur tanah jarang (UTJ).
“Kandungan unsur tanah jarang bisa mendekati 200 kali lebih tinggi dibandingkan lelehan kaya silikat,” kata Shengchao Yan, mahasiswa doktoral di Institut Geologi dan Geofisika Akademi Ilmu Pengetahuan Cina.
Penelitian yang diterbitkan dalam Geochemical Perspectives Letters, mendukung gagasan, endapan besi oksida dan apatit, mineral besi-fosfat yang ditambang untuk diambil besinya, dapat menjadi target yang kaya untuk eksplorasi UTJ.
Sulit untuk ditambang
Unsur tanah jarang, seri lantanida serta yttrium dan skandium, merupakan kunci transisi energi ramah lingkungan karena diperlukan untuk memproduksi magnet kendaraan listrik dan turbin angin, panel surya, dan baterai.
Dengan meningkatnya kebutuhan untuk mengatasi krisis iklim, perekonomian di seluruh dunia menghadapi peningkatan permintaan akan UTJ.
Namun pasokan sulit didapat. Terlepas dari namanya, UTJ tidaklah langka. Logam-logam ini ada di seluruh dunia tetapi sering ditemukan dalam konsentrasi kecil atau terkandung dalam mineral lain.
Hal ini membuat ekstraksi UTJ secara ekonomi dan lingkungan tidak berkelanjutan di sebagian besar negara. Saat ini, 63 persen penambangan UTJ dunia terjadi di Cina.
Namun, batuan yang diperkaya dengan UTJ telah ditemukan secara tak terduga di tambang besi di Kiruna, Swedia; El Laco, Chili; dan di tempat lain. Pengayaan membuat UTJ tersebut lebih mudah diekstraksi.
Tambang ini berlokasi di gunung berapi kaya zat besi yang sudah punah dan memiliki deposit IOA yang besar.
“Dalam banyak kasus ketika kita menemukan unsur tanah jarang atau logam secara umum, kita menemukannya secara tidak sengaja,” jelas Michael Anenburg.
"Tambang-tambang itu menambang oksida besi. Mereka menambang magnetit. Mereka tidak pernah melihat apakah mereka mempunyai unsur tanah jarang," lanjut ahli petrologi eksperimental di Australian National University ini.
Penemuan UTJ yang terkonsentrasi di dalam endapan IOA telah mendorong para ahli pertambangan dan ahli geologi untuk bertanya-tanya.
"Apakah itu hanya kebetulan, atau adakah sesuatu pada magma tersebut yang menjadikannya seperti itu?" kata Anenburg.
Untuk mengeksplorasi kemungkinan kondisi di mana UTJ terpisah dan terkonsentrasi di endapan IOA, para peneliti menguji campuran magmatik dengan tekanan dan suhu vulkanik di laboratorium.
Mereka mengamati bahwa dalam kondisi tersebut, magma terpisah menjadi dua komponen yang tidak dapat tercampur atau tidak dapat bercampur: lelehan besi fosfat (FeP) dan lelehan silikat.
UTJ terkonsentrasi lebih kuat pada lelehan besi fosfat dibandingkan pada lelehan kaya silikat, kata Yan, dan UTJ yang lebih ringan terkonsentrasi lebih kuat dibandingkan UTJ yang lebih berat.
Lelehan FeP diperkaya dengan lantanum, seri lantanida yang paling ringan, sekitar 200 kali lebih banyak dibandingkan silikat, dan lutetium, lantanida terberat, diperkaya sekitar 100 kali lebih banyak.
Belum dimanfaatkan
Meskipun eksperimen ini bukan yang pertama menunjukkan bahwa IOA kaya akan unsur tanah jarang, namun eksperimen ini dapat membantu ahli geologi memahami salah satu mekanisme yang membuat lelehan ini menjadi kaya.
“Secara keseluruhan, saya pikir ini adalah kontribusi yang sangat berguna dan menyoroti proses perdebatan asal usul IOA dan khususnya proses dan tingkat pengayaan UTJ dalam kelas endapan yang penuh teka-teki ini.”
Demikian Tobias Keller, ahli geokimia komputasi di Universitas Glasgow di Skotlandia yang tidak terlibat dalam penelitian ini, seperti dikutip dari Livescience.
Percobaan ini menambah bobot hipotesis asal usul vulkanik untuk endapan IOA. Penelitian ini membantu menjelaskan keberadaan apatit yang diperkaya UTJ di Kiruna, Swedia, tambah Keller.
Namun bagaimana lelehan yang berbeda ini membentuk badan terpisah dari magnetit kaya besi dan apatit kaya REE masih menjadi misteri, dia menambahkan.
Gunung berapi yang kaya akan zat besi tempat ditemukannya endapan IOA kini telah punah, kata Yan.
Dengan memodelkan gunung berapi yang kaya akan zat besi sepanjang evolusinya, ia berharap dapat mengeksplorasi bagaimana pengayaan UTJ mungkin telah berubah sepanjang sejarah bumi.
“Kita bisa mencoba mencari kondisi optimal pembentukan endapan tersebut, sehingga masyarakat bisa mengurangi atau mempersempit lokasi eksplorasi endapan tersebut,” kata Yan.
“Unsur tanah jarang adalah logam penting,” kata Anenburg. Suatu negara mungkin tidak memerlukan pasokan dalam jumlah besar saat ini, namun permintaan global akan terus meningkat.
Mengetahui apakah tambang besi aktif juga merupakan sumber UTJ yang belum dimanfaatkan dapat memberikan keuntungan di masa depan.
“Ini sama-sama menguntungkan,” katanya, “karena perusahaan mendapat nilai lebih dari bahan-bahan yang mereka tambang. Dan kemudian lingkungan hidup yang menang, karena kita tidak perlu membuat lubang baru.” |
Sumber: Livescience
إرسال تعليق