ניאודימיום נאודימיום יסודניאודימיום נאודימיום יסוד
ניאודימיום, אחד "היסודות הנדירים"
צוות חוקרים בינלאומי התקרב לפתרון תעלומה ארוכת שנים בנוגע לשאלה כיצד נוצרים מרבצי "יסודות נדירים" מתחת לקרקע – ולעיתים נעלמים מבלי להותיר זכר. מדובר ב-15 יסודות מקבוצת הלנתנידים (מספר אטומי 71-57) ובנוסף להם גם סקנדיום ואיטריום, הקרובים לקבוצה זו בטבלה המחזורית ודומים לה בתכונותיהם.
ל-17 היסודות הללו חשיבות גדולה בייצור מכשירים טכנולוגיים, ונעשה בהם שימוש בין היתר בסמארטפונים, בלוויינים, בכלי רכב חשמליים, בציוד רפואי ועוד ועוד. המתכות אמנם מכונות "יסודות נדירים", אך למעשה הן נפוצות יחסית בקרום כדור הארץ. עם זאת, היסודות מפוזרים ואינם מרוכזים במקום אחד שהוא נוח להפקה ולמיצוי, ולכן יקרים יחסית.
הטבלה המחזוריתהטבלה המחזורית
הטבלה המחזורית. ל-15 מהיסודות - מספר אטומי בין 57 ל-71
(צילום: shutterstock)
זאת הסיבה שמדענים מחפשים כל העת דרכים חדשות ויעילות לאיתור המרבצים. במחקר חדש שהוביל הגיאולוג מיכאל אננבורג מהאוניברסיטה הלאומית האוסטרלית, רצו מדענים לבדוק תהליכים כימיים שמובילים ליצירת מרבצי היסודות הנדירים מתחת לפני הקרקע, במיוחד באזור סלעים געשיים.
"הסלעים הללו מספקים את מרבצי רוב היסודות הנדירים בעולם, אבל אף מודל עד כה לא סיפק הסבר מלא", כתבו החוקרים. כדי לבחון את התהליך המתרחש באותם סלעים, ארנבורג וצוותו ביצעו סימולציה ובחנו מה קורה כשסלע געשי מתחמם בעקבות לחץ גבוה (ואחר כך מתקרר והלחץ פוחת), בדיוק כמו שקורה בתהליכי מאגמה בטבע.
עד כה ההשערה הייתה שמולקולות מסוימות שיכולות להתחבר ליסודות נדרשות כדי לגרום להמסת היסודות. אבל זה לא מה שהניסוי הראה. לפי תוצאותיו, כימיקליים אלקליים נדרשים להסעת היסודות הנדירים בסלעים הגעשיים, ובנוסף הניסוי הראה כי סודיום ופוטסיום סייעו להמסה.
במחקר, שפורסם במגזין Science Advances, נכתב כי סלעים געשיים שבהם כימיקלים שכאלו יכולים ליצור נוזלים עשירים ביסודות נדירים. אלו יכולים לנדוד לטווח רחוק בתנאי מאגמה, כשהם שומרים על תכונות ההמסה. עם זאת, מדובר כמובן בניסוי בתנאי מעבדה - ולא ברור אם גם בטבע נראה זאת בדיוק כך.