Активный вулкан может глубоко под землей создавать ценные месторождения металлов 

Фото из открытых источников

Извержения вулканов могут сеять разрушения, но они также являются ценным природным ресурсом: жидкости, поднимающиеся из магмы, часто богаты важными металлами.

Фактически, большая часть добычи таких металлов, как медь, цинк и свинец, происходит на древних, потухших вулканических участках.

По мере роста спроса на эти материалы — для батарей, компьютеров и многого другого — действующие вулканы могут пополнять существующие запасы.

Теперь исследователи во главе с командой из Оксфордского университета обнаружили, как они считают, значительную зону металлосодержащих флюидов – потенциально, зарождение новой руды – глубоко в действующем вулкане в Карибском море.

Результаты их работы по картированию вулкана Суфриер-Хиллз были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters и примечательны не только тем, что обнаружила команда, но и тем, как она это сделала: используя данные о землетрясениях.

«Вулканы являются не только источниками геотермальной энергии, но и содержат металлы, необходимые для современных технологий и перехода к углеродно-нейтральной экономике», — пишут исследователи. «Эти металлы часто переносятся горячими солеными магматическими флюидами на глубине нескольких километров под поверхностью, но обнаружение и изучение этих скрытых резервуаров представляет собой сложную задачу».

Для решения этой задачи исследователи использовали данные сейсмических волн от землетрясений, произошедших в том же районе в период с 1996 по 2007 год, собранные на 23 станциях мониторинга.

Благодаря детальному анализу тысяч более быстрых P-волн и более медленных S-волн исследователи смогли построить трехмерную карту того, что находится под вулканом Суфриер-Хиллз, последнее извержение которого произошло в 2013 году.

Поскольку эти волны распространяются по-разному в различных материалах, карта может различать расплавленную магму и горную породу, заполненную жидкостью.

Команда обнаружила зону диаметром около 1-1,5 километра, расположенную примерно в 2 километрах под поверхностью, в которой находится «богатый жидкостью, содержащий металлы рассол» — резервуар металлов, который мы, возможно, сможем использовать в будущем.

«Обнаружение субвулканических магматических рассолов, образующихся в результате фазового разделения сверхкритических флюидов, выделяющихся из восходящих и кристаллизующихся магм, имеет большое экономическое значение, поскольку эти гиперсоленые жидкости способны содержать критически важные металлы», — пишут исследователи.

Для точного определения состава этой зоны и ее концентрации потребуется дополнительная работа, но исследование показывает, что можно выявлять потенциально интересные участки для добычи металлов внутри вулканов без бурения или земляных работ.

Трехмерная карта системы каналов вулкана совпала с другими моделями из предыдущих исследований и является доказательством эффективности метода волнового сканирования, который указывал на наличие богатой рассолом породы.

Исследователям также удалось определить местоположение твердого вулканического ядра, а также области, заполненные циркулирующими нагретыми геотермальными флюидами, и слой глины ближе к поверхности, измененный этими флюидами.

«Эти результаты улучшают наше понимание того, как жидкости мигрируют под вулканическими системами, и подчеркивают их потенциал как источников геотермальной энергии и важных металлов», — пишут исследователи. «Образование сфокусированной линзы субвулканического рассола рядом с каналом вулкана Суфриер-Хиллз может играть значительную роль в циклическом поведении вулкана и типах его активности».

Исследователи приходят к выводу, что это может быть как источник геотермальной энергии, так и источник металлической руды, хотя, безусловно, попытки создать что-либо из материалов действующего вулкана сопряжены с рисками и трудностями.

Существует вероятность того, что в конечном итоге мы сможем добывать жидкости и металлы из этих вулканов, не дожидаясь миллионов лет, пока руды затвердеют и станут доступны традиционным способом, но технология все еще находится на начальной стадии развития.

Теперь, по крайней мере, у нас есть более четкое представление о том, где искать.

«Бурение в условиях высоких температур, вблизи действующих вулканов, представляет собой сложную задачу, поэтому геофизическая визуализация предлагает эффективный способ изучения и обнаружения залежей рассола», — пишут исследователи. «Наша работа показывает, что пассивные методы визуализации могут обеспечить изображения с достаточным разрешением для наблюдения за такими целями, тем самым снижая риски буровых работ».