Si le monde veut maintenir une économie durable et repousser les pires effets du changement climatique, au moins une industrie devra bientôt monter en puissance :l'extraction de métaux nécessaire à la création d'une vaste infrastructure pour la production d'énergie renouvelable, espace de rangement, transmission et utilisation. Le problème est, la demande pour ces métaux dépassera probablement de loin à la fois les gisements connus et la technologie existante utilisée pour trouver plus de corps minéralisés.

Maintenant, dans une nouvelle étude, les scientifiques ont découvert des lignes structurelles auparavant non reconnues à 100 miles ou plus dans la terre qui semblent indiquer l'emplacement de gisements géants de cuivre, mener, zinc et autres métaux vitaux se trouvant suffisamment près de la surface pour être exploités, mais trop loin pour être trouvé avec les méthodes d'exploration actuelles. La découverte pourrait considérablement réduire les zones de recherche, et réduire l'empreinte des futures mines, disent les auteurs. L'étude paraît cette semaine dans la revue Géosciences de la nature .

"Nous ne pouvons pas nous éloigner de ces métaux-ils sont dans tout, et nous n'allons pas recycler tout ce qui a jamais été fait, " a déclaré l'auteur principal Mark Hoggard, chercheur postdoctoral à l'Université Harvard et au Lamont-Doherty Earth Observatory de l'Université Columbia. "Il y a un réel besoin de sources alternatives."

L'étude a révélé que 85 % de tous les gisements connus de métaux communs hébergés dans les sédiments - et 100 % de tous les gisements "géants" (ceux qui contiennent plus de 10 millions de tonnes de métal) - se trouvent au-dessus de lignes profondément enfouies ceinturant la planète qui en marquent les bords. des continents antiques. Spécifiquement, les dépôts se trouvent le long des limites où la lithosphère terrestre - le revêtement rigide le plus externe de la planète, comprenant la croûte et le manteau supérieur s'amincit jusqu'à environ 170 kilomètres sous la surface.

Jusqu'à maintenant, tous ces dépôts ont été trouvés à peu près à la surface, et leurs emplacements ont semblé quelque peu aléatoires. La plupart des découvertes ont été faites essentiellement par des géologues ratissant le sol et frappant les rochers avec des marteaux. Des méthodes d'exploration géophysique utilisant la gravité et d'autres paramètres pour trouver des corps minéralisés enfouis sont entrées au cours des dernières décennies, mais les résultats ont été décevants. La nouvelle étude présente aux géologues une nouvelle carte au trésor high-tech leur indiquant où chercher.

En raison des exigences de la technologie moderne et de la croissance des populations et des économies, les besoins en métaux de base au cours des 25 prochaines années devraient dépasser tous les métaux de base extraits jusqu'à présent dans l'histoire de l'humanité. Le cuivre est utilisé dans pratiquement tous les câblages électroniques, des téléphones portables aux générateurs ; plomb pour cellules photovoltaïques, câbles haute tension, batteries et super condensateurs; et du zinc pour les batteries, ainsi que des engrais dans les régions où il est un facteur limitant des sols, y compris une grande partie de la Chine et de l'Inde. De nombreuses mines de métaux communs produisent également des éléments nécessaires plus rares, y compris le cobalt, l'iridium et le molybdène. Une étude récente suggère que pour développer une économie mondiale durable, entre 2015 et 2050 les véhicules particuliers électriques doivent passer de 1,2 million à 1 milliard; capacité de la batterie de 0,5 gigawattheures à 12, 000 ; et la capacité photovoltaïque de 223 gigawatts à plus de 7, 000.

La nouvelle étude a débuté en 2016 en Australie, où une grande partie du plomb dans le monde, le zinc et le cuivre sont extraits. Le gouvernement a financé des travaux pour voir si les mines du nord du continent avaient quelque chose en commun. Il s'appuie sur le fait que ces dernières années, des scientifiques du monde entier utilisent les ondes sismiques pour cartographier la profondeur très variable de la lithosphère, qui descend jusqu'à 300 kilomètres dans les noyaux des plus anciens, masses continentales non perturbées, et se rétrécit à près de zéro sous les roches plus jeunes des fonds océaniques. Au fur et à mesure que les continents ont changé, est entré en collision et s'est déchiré pendant de nombreux éons, leurs sous-surfaces ont développé des irrégularités lithosphériques ressemblant à des cicatrices, dont beaucoup ont maintenant été cartographiés.

Les auteurs de l'étude ont découvert que les mines australiennes les plus riches se trouvaient parfaitement le long de la ligne où épaisses, l'ancienne lithosphère atteint 170 kilomètres à mesure qu'elle s'approche de la côte. Ils ont ensuite étendu leur enquête à quelque 2, 100 mines de sédiments à travers le monde, et trouvé un modèle identique. Certaines des limites de 170 kilomètres se trouvent près des côtes actuelles, mais beaucoup sont nichés au plus profond des continents, s'étant formé à divers points dans un passé lointain lorsque les continents avaient des formes différentes. Certains ont jusqu'à 2 milliards d'années.

La carte des scientifiques montre de telles zones en boucle sur tous les continents, y compris des régions de l'ouest du Canada; les côtes australiennes, Groenland et Antarctique; l'occidental, régions du sud-est et des Grands Lacs des États-Unis; et une grande partie de l'Amazonie, Afrique du nord-ouest et australe, nord de l'Inde et Asie centrale. Alors que certaines des zones identifiées abritent déjà d'énormes mines, d'autres sont des blancs complets sur la carte minière.

Les auteurs pensent que les dépôts métalliques se sont formés lorsque d'épaisses roches continentales se sont étirées et se sont affaissées pour former une dépression, comme une liasse de chewing-gum déchirée. Cela a éclairci la lithosphère et permis à l'eau de mer de s'infiltrer. Sur de longues périodes, ces points bas aqueux se sont remplis de sédiments métallifères adjacents, roches de plus haute altitude. L'eau salée a ensuite circulé vers le bas jusqu'à atteindre des profondeurs où les conditions chimiques et de température étaient idéales pour que les métaux captés par l'eau dans les parties profondes du bassin se précipitent pour former des dépôts géants, entre 100 mètres et 10 kilomètres sous la surface d'alors. L'ingrédient clé était la profondeur de la lithosphère. Là où il est le plus épais, peu de chaleur provenant du manteau inférieur chaud monte vers les zones potentielles de formation de minerai près de la surface, et là où c'est le plus fin, beaucoup de chaleur passe. La limite de 170 kilomètres semble être la zone Goldilocks pour créer les bonnes conditions de température, tant que la bonne chimie est également présente.

"C'est vraiment juste le point idéal, " a déclaré Hoggard. " Ces gisements contiennent beaucoup de métal lié à des minerais à haute teneur, donc une fois que vous trouvez quelque chose comme ça, vous n'avez qu'à creuser un trou. » La plupart des mines de métaux communs sont tentaculaires, opérations destructrices à ciel ouvert. Mais dans de nombreux cas, des gisements allant jusqu'à un kilomètre pourraient probablement être exploités de manière économique, et ceux-ci seraient "presque certainement retirés via des puits beaucoup moins perturbateurs, " dit Hoggard.

L'étude promet d'ouvrir l'exploration dans des zones jusqu'ici peu explorées, y compris certaines parties de l'Australie, Asie centrale et Afrique de l'Ouest. Sur la base d'un rapport préliminaire de la nouvelle étude que les auteurs ont présenté lors d'une conférence universitaire l'année dernière, quelques entreprises semblent avoir déjà gagné du terrain en Australie et en Amérique du Nord. Mais l'industrie minière est notoirement secrète, il n'est donc pas encore clair à quel point une telle activité pourrait être répandue.

"C'est une découverte vraiment profonde et c'est la première fois que quelqu'un suggère que les gisements minéraux formés dans les bassins sédimentaires... , " a déclaré un rapport dans Mining Journal examinant la présentation préliminaire l'année dernière.

Les autres auteurs de l'étude sont Karol Czarnota de Geoscience Australia, qui a dirigé le projet initial de cartographie australienne ; Fred Richards de l'Université Harvard et de l'Imperial College de Londres; David Huston de Geoscience Australia; et A. Lynton Jaques et Sia Ghelichkhan de l'Université nationale australienne.

Hoggard a placé l'étude dans un contexte mondial sur son site Web :https://mjhoggard.com/2020/06/29/treasure-maps