Мы даже не задумываемся о том, как много элементов из земной коры окружают нас каждый день.
Только такие бытовые помощники, как смартфон, автомобиль, кастрюли-сковороды и другие вещи требуют для их производства много добытого материала из земных недр. Откуда происходит это важное сырье и как открывают новые богатства внутри земных недр – об этом рассказывает научный сотрудник Института геологии Таллиннского Технического Университета Рутт Хинтс.
В открытии полезных ископаемых еще с прошлого остался некий приключенческий или романтический оттенок – вспомним хотя бы истории про золотоискателей. Сегодня для исследования земных недр используют научные методы и этому предшествует огромная предварительная работа.
В горах и на океаническом дне
В мире есть регионы, где велика вероятность найти большие залежи полезных ископаемых. «Например, металлические руды преобладают в тех районах, где земная кора находится в активном движении. Это границы нынешних и древних земель, места возникновения горных цепей, океанические зоны субдукции и места континентальных рифтов», — рассказывает старший научный сотрудник Рутт Хинтс.
«В целом действует правило, что чем более сложная геологическая история развития земной коры в данном регионе, то тем велика вероятность, что это месторождения различных руд».
По ее словам, весьма заметна богатая полезными ископаемыми Южная Африка, где есть золото, платина, алмазы и залежи многих других ископаемых. «Если смотреть на сегодняшние объемы добычи, то в списке крупных рудных добытчиков будут Китай, Австралия, Россия и Чили. Рудные запасы последней страны связаны прежде всего с горной цепью Анд, которые дают большую часть добываемой в мире меди и ощутимую часть лития. Из китайских месторождений металлических руд поступает наибольшая часть технологически важных металлов для Европейского Союза. Например, для смартфонов необходимы редкоземельные металлы – такие как неодим, лантан, европий и пр. В смартфоне более 60 элементов и их необходимо откуда-то получать. В Европе одним из наиболее богатых на металлы регионов считается находящаяся на территориях Финляндии и Швеции Фенноскандия, которая дала как золото, хром, железо, никель, медь, так и сырье многих других металлов».
Наверху оценочной шкалы расположился алмаз
Какое полезное ископаемое самое дорогостоящее? «Если за основу взять соотношение получаемого при обогащении компонента и массы, то самыми дорогими будут драгоценные камни», — поясняет Рутт Хинтс. Самый дорогой среди них – это хорошо знакомый алмаз, цена которого зависит от цвета и других свойств. Самым дорогим считается красный алмаз, камень которого размером всего в 0,2 карата (1 грамм равен 5 каратам) будет стоить сотни тысяч евро. Красный алмаз находят в Западной Австралии, а также в Бразилии, России и Африке.
Менее известны, но также весьма ценятся такие драгоценные камни, как грандидьерит, пейнит и серендибит.
«С экономической точки зрения мы говорим все же об весьма редких и не столь важных полезных ископаемых – в промышленности же огромную роль играют одходы, получаемые от добычи железных, медных и золотых руд», — подтверждает Хинтс.
Как полезные ископаемые получили свои названия?
Свои имена руды получили по своему основному элементу. «Например, если это железо, то мы говорим о железной руде. Одно и то же сырье может иметь разные месторождения. Так сегодня большую часть железной руды получают от месторождений т.н. пояса железной руды, который возник более миллиарда лет назад от морских отложений, богатых железом», — поясняет ученый.
В случае же минералов истории их названий различаются. «Названия минералов могут происходить от имен людей. Например, драгоценный камень александрит (минерал хризоберилла) был назван в честь царя Александра II. Также имя может происходить от свойств – оксид железа, который считается самым важным рудным минералом железа в мире, называют гематитом. Название идет из Древнего Рима и означает «кровоподобный» — это цвет необработанного гематита. Иногда решающим становится место открытия – например, минерал везувиан получил свое имя от Везувия. В другой раз имя складывается из процесса, который сопровождает обработку минерала. Тут хорошим примером служит пиролюзит, название которого сложилось из греческих слов «огонь» и «мыть», потому что этот минерал использовали при производстве стекла, чтобы избавиться от коричневых и зеленых оттенков», — перечисляет Рутт Хинтс историю «крещения» минералов. «Единых правил для выбора имен для минералов и пород не существует», — добавляет она.
Новые глубины, новые вызовы
В то, что земные недра на сегодня уже вдоль и поперек исследованы и надежд на нахождение новых месторождений уже нет, Рутт Хинтс не верит ни на мгновение. «Современные технологии дают возможность проникнуть в новые глубины – до глубины в 3 км», — подтверждает она. «Это новые вызовы, которые еще предстоят перед экспертами по земным недрам. И приоритеты добычи также изменились. Государства ищут возможностей для достижения нулевой углеродной эмиссии, что означает и новые требования для добычи полезных ископаемых. Чтобы построить производящую безуглеродную энергию инфраструктуру, необходимо значительно увеличить производство нужных металлов», — говорит Хинтс, добавляя, что по причине истощения богатых месторождений вблизи поверхности земли и повышением ценности менее обогащенного металлического сырья, станет, например, критически важной разработка шахт на основе роботизированных технологий.
Вызовов достаточно и поэтому, по словам Хинтс, очень важен приход молодых геологов и горных инженеров, которые разработают все более технологически сложные решения и найдут те умные и бережливые способы для более мудрого оборота сырья, которое скрывается в земных недрах. Институт геологии TalTech – это одна из возможностей внести свой вклад в знания и технологии будущего.
«В поиске новых богатых рудой регионов в глубине земных недр все большую роль будут играть технологии анализа больших данных и машинного обучения. Открытия полезных ископаемых со времен Золотой лихорадки значительно изменились. Но при этом увлеченность и радость открытия остались теми же», — подтверждает Рутт Хинтс.
.
