Сотрудники лаборатории изотопной геохимии и геохронологии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из Дальневосточного геологического института ДВО РАН и Университета Тунцзи (Tongji University, Китай) изучили железомарганцевые корки с подводных гор (гайотов) в центре Императорской гряды — протяжённой цепи древних потухших подводных вулканов на севере Тихого океана. Результаты исследования опубликованы в журнале Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography.

Экспедиционные работы проводились на научно-исследовательском судне «Академик М.А. Лаврентьев». Для отбора проб использовался телеуправляемый подводный аппарат Comanch-18, оснащённый манипулятором и другими инструментами, а также специальной системой, позволяющей производить видеофиксацию мест отбора и документировать их координаты через GPS. Материал, поднятый с глубины от 1008 до 2088 метров, представляет собой уникальные объекты, поскольку ранее образцы с большой глубины поднимались драгами и было неизвестно их точное положение. В этой же работе авторы смогли точно определить условия залегания железомарганцевых образований.

Эти образования формируются на поверхности древних подводных вулканов и накапливают железо, марганец, кобальт, никель, свинец и даже золото. Размер железомарганцевых образований варьирует от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Минеральный и химический состав позволяет определить происхождение этих корок и конкреций, причем даже в масштабе одного образца источник рудного вещества может меняться.

Анализ показал значительное разнообразие минеральных фаз и элементного состава среди исследованных корок. Авторы отмечают высокое обогащение свинцом (до 5300 ppm), молибденом (среднее значение около 880 ppm) и вольфрамом (около 290 ppm), что значительно превышает средние показатели глобальных океанических регионов. Средние концентрации железа, марганца, кобальта, меди и никеля указывают на то, что корки формировались в течение миллионов лет, осаждаясь из морской воды (так называемый гидрогенный тип), но исследователи также нашли признаки влияния гидротермальных источников — подводных вулканов, выбрасывающих минерализованные флюиды. Учёные считают, что эти подводные месторождения связаны с поздним вулканизмом на Тихоокеанской плите, который проявился примерно 3,5 миллиона лет назад.

Помимо высоких концентраций тяжёлых металлов, исследователи зафиксировали значительные количества редкоземельных элементов, в том числе иттрия, которые необходимы для современных технологий, таких как электроника и экологически чистые виды транспорта.

Работа важна не только с точки зрения науки, но и для развития экономики стран, заинтересованных в добыче стратегических материалов. Эти исследования помогают понять происхождение подводных руд и оценивают потенциал добычи стратегически важных металлов с морского дна — тех, которые нужны для аккумуляторов, электроники и зелёной энергетики.

Исследования продолжаются, и впереди много открытий, способных изменить представление человечества о ресурсах планеты Земля.

«Этот прорыв позволит учёным лучше понимать, каким образом формируются подобные месторождения, и, возможно, приведет к новым технологиям разведки и добычи металлов, находящихся глубоко под поверхностью океана», — прокомментировала старший научный сотрудник лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН кандидат геолого-минералогических наук Ирина Вишневская.

Источник: ГЕОХИ РАН.