Novo estudo sobre **depósitos de terras raras** mostra que a maioria deles - fontes de metais essenciais para a eletrónica e para tecnologias de energia limpa - se encontra sobre antigas zonas de colisão soterradas, onde placas tectónicas colidiram e afundaram, há muito tempo, sob os continentes

Buried tectonic footprints

Um novo estudo sugere que o “mapa” atual da mineração de terras raras não se explica apenas pelo que vemos à superfície. A maior parte dos depósitos conhecidos parece alinhar-se com cicatrizes muito antigas e hoje soterradas, criadas quando placas tectónicas colidiram e afundaram sob os continentes.

A conclusão muda o foco: os jazigos que exploramos hoje podem ser o resultado visível de transformações profundas no interior da Terra, instaladas muito antes de ocorrer a fusão tardia que acabou por gerar minério aproveitável.

Ao reconstruir continentes ao longo do tempo geológico, as correspondências mais claras surgiram onde colisões prolongadas de placas pressionaram margens continentais e deixaram, em profundidade, zonas quimicamente alteradas.

Ao seguir essas zonas enterradas através do tempo, Carl Spandler, professor na Universidade de Adelaide, e os seus colegas documentaram o mesmo padrão em 412 locais mapeados.

Os resultados indicaram que cerca de 75 milhões de quilómetros quadrados de crosta continental assentam sobre estas regiões profundas alteradas. A maior concentração apareceu onde vários cinturões antigos se sobrepõem.

Essa acumulação torna difícil atribuir a correlação ao acaso e levanta a questão mais profunda: o que transformou essas zonas soterradas em rochas com minério?

Why carbonatites matter

Muitos dos depósitos mais ricos em terras raras estão em carbonatitos, rochas ígneas raras ricas em minerais carbonatados, e não em lavas comuns.

Esses magmas têm origem muito abaixo dos continentes, onde pequenas frações de fusão concentram elementos que não entram facilmente nos minerais mais comuns.

Trabalhos do U.S. Geological Survey (USGS) descrevem-nos como a principal fonte de elementos de terras raras leves desde a década de 1960.

Cerca de 67% dessas rochas hospedeiras situaram-se dentro das mesmas zonas antigas, ligando magmas portadores de minério a essa história tectónica profunda.

Deep mantle changes

Quando uma placa afunda por baixo de outra - subducção, o processo que recicla a crosta no manto - água, carbono e elementos-traço são transportados para baixo.

Parte desse material pode voltar a subir para a litosfera mantélica superior, a “casca” rígida sob os continentes, alterando a sua química.

Essa marca química reduz a temperatura necessária para fusões posteriores, permitindo que magmas invulgares se formem sem exigir calor extraordinário.

Em vez de gerar minério de imediato, a fase de colisão parece carregar a crosta profunda com ingredientes que podem permanecer no lugar durante longos períodos.

Timing of formation

O fator tempo quebrou uma leitura simples de causa e efeito, porque a fase de “preparação” soterrada e o episódio que gerou magma muitas vezes aconteceram com um intervalo enorme.

“Este desfasamento temporal é um dos aspetos mais surpreendentes das nossas descobertas”, disse Spandler.

Em alguns casos, a diferença estendeu-se de milhões de anos até quase 2 mil milhões de anos.

Esse atraso separa o antigo “primer” químico do gatilho posterior, abrindo espaço para vários caminhos possíveis até à fusão.

Where the overlap grows

As correspondências mais densas surgiram em continentes com colisões repetidas, sobretudo na América do Norte, no sul de África e na China.

Blocos antigos e estáveis, chamados crátons - as partes mais resistentes e preservadas dos continentes - parecem conservar especialmente bem essas zonas profundas enriquecidas.

Cerca de 85% das regiões férteis mapeadas sobrepunham-se entre si, sinal de que vários eventos antigos empilharam os seus efeitos.

Locais escondidos sob o gelo da Antártida ainda podem encaixar no padrão, mas esses depósitos continuam difíceis de confirmar.

Why plumes lose ground

Explicações mais antigas favoreciam muitas vezes as plumas do manto - colunas ascendentes de rocha quente - como a principal fonte destes depósitos.

Muitos carbonatitos, rochas vulcânicas raras que alojam a maioria dos depósitos de terras raras, não mostram uma ligação clara a essas fontes de calor, e a sua química aponta para formação a temperaturas mais baixas.

Como o novo mapa, em vez disso, alinha estes depósitos com zonas antigas onde placas tectónicas colidiram, enfraquece a ideia de que plumas quentes fizeram a maior parte da “preparação”.

Isso não exclui as plumas como gatilhos posteriores, mas retira-as do papel principal.

Triggers after long delays

Ainda assim, era necessário um distúrbio posterior, porque um manto enriquecido por si só não se funde automaticamente para formar um depósito.

Rifteamento, deformação, calor nas proximidades ou libertação de pressão podem empurrar a rocha preparada para lá do seu ponto de fusão, agora mais baixo.

Quando a fusão começa, os elementos raros concentram-se porque permanecem no líquido, em vez de entrarem em cristais comuns.

Essa sequência ajuda a explicar por que razão os minérios podem surgir longe de qualquer limite de placas ativo e, ainda assim, carregar uma assinatura antiga.

Exploration gets narrower

Para quem explora minerais, o estudo fez mais do que interpretar rochas antigas: reduziu a área global de procura.

Apenas cerca de 35% da crosta continental ficou dentro das zonas férteis mapeadas, e ainda assim essas áreas continham a maior parte dos depósitos.

“Esta investigação mostra que os ingredientes para estes depósitos de minerais críticos foram colocados em posição há muitos milhões, ou até milhares de milhões de anos”, disse Spandler.

Essa lógica torna a prospeção mais direcionada, porque cinturões tectónicos antigos podem permitir que empresas e governos façam levantamentos com menos incerteza.

Limits of the map

Nem todos os depósitos caíram dentro das zonas mapeadas, e o modelo deixou deliberadamente vários processos de formação de minério fora do enquadramento.

Subducção de curta duração, movimentos posteriores da crosta, erosão e plumas do manto podem gerar falhas ou ocultar sinais mais antigos.

As regiões-fonte mais antigas e escondidas também vão além da janela de 2 mil milhões de anos do mapa, pelo que parte da história profunda fica invisível.

Mesmo com esses limites, testes aleatórios caíram dentro das zonas férteis apenas cerca de um terço das vezes, muito abaixo da taxa real de correspondência.

Deep Earth legacy

As colisões antigas parecem ter carregado os continentes com a química certa, enquanto perturbações mais recentes decidiram quando esses ingredientes soterrados acabaram por fundir.

Reconstruções tectónicas mais nítidas poderão estreitar ainda mais esses alvos, sobretudo em regiões cobertas por gelo e em terrenos mais antigos do que o mapa atual consegue acompanhar.