Остров Минимитори с базой Береговой охраны США. Фото: US Navy
Редкоземельные элементы (РЗЭ) — критически важные материалы для многих передовых технологий благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. Они применяются в перспективных областях промышленности, включая гибридный транспорт, перезаряжаемые батареи, ветряные турбины, светодиоды, компактные люминисцентные лампы, панели дисплеев, а также во многих медицинских и военных технологиях. Востребованность РЗЭ, особенно в технологиях возобновляемой энергетики и электроники, привела к росту спроса на них в последние годы.
На этом фоне в 2011 году было опубликовано открытие И. Като, который обнаружил высокую концентрацию РЗЭ в океаническом иле на дне Тихого океана. По Като, концентрация элементов там достигает 2230 ppm. В 2013 году в ходе научно-исследовательской экспедиции на рейсе KR13-02 Японского агентства по морской науке и технике подтвердили богатые залежи РЗЭ в иле около острова Минимитори (на фото) с концентрацией 2000-5000 ppm.
Добыча РЗЭ из ила имеет ряд преимуществ, подчёркивают японские исследователи. Во-первых, там особенно высокая концентрация тяжёлых РЗЭ (от европия до лютеция). Во-вторых, практически отсутствуют радиоактивные элементы (уран и торий). В-третьих, ил очень легко добывать и перерабатывать. И самое главное — ресурсы ила в океане практически бесконечны.
Сейчас японские исследователи собрали все имеющиеся данные и составили более полную карту залежей РЗЭ в океаническом иле около острова Минимитори. После исследовательских экспедиций KR13-02, MR13-E02 и KR14-02 в указанный район для отбора керна были направлены ещё три экспедиции MR14-E02, MR15-E01 Leg 2 и MR15-02, чтобы уточнить собранные ранее данные и получить новую информацию.
Карты местности и батиметрические карты исследуемого района. Звёздочками показаны места отбора керна поршневой трубкой, а цветом отмечены исследовательские рейсы, как указано в легенде. Белый прямоугольник на подробной карте — целевая область, в которой проводилась оценка объёма ресурсов
По оценкам учёных, месторождение возле острова Минамитори, содержит более 16 млн т РЗЭ. Конкретно на участках, где взяты пробы, залежи редкоземельных элементов оцениваются в 1,2 млн т, но исследователи экстраполировали их на весь регион около острова площадью 2500 км². Это прямоугольная область, ограниченная 21°48′ и 22°15′ северной широты, 153°30 и 154°07′ восточной долготы.
Такие огромные залежи РЗЭ «имеют потенциал поставлять эти металлы на полубесконечной основе для всего мира», сказано в исследовании. Опуская забавную фразу про «полубесконечность», в реальности 16 млн т этих элементов хватит мировой промышленности на много столетий. В частности, иттрия, европия, тербия и диспрозия хватит на 780, 620, 420 и 730 лет, соответственно.
Учёные из Университета Васэда и Токийского университета не только составили карту с содержанием РЗЭ в океаническом иле, но и разработали экономически эффективную технологию добычи ила и выделения из него ценных материалов.
На сегодняшний день мировая промышленность сильно зависит от поставок РЗЭ из Китая, который контролирует большую часть мирового рынка. Но в периоды политической напряжённости Пекин ограничивает экспорт этой продукции. Например, в 2010 году японские производители столкнулись с серьёзным дефицитом, потому что Китай ограничил экспорт. Это произошло после того, как Япония арестовала капитана китайского траулера, который участвовал в стычке с японской береговой охраной возле управляемых Японией островов Сенкаку. На них также претендует и Китай, где этот архипелаг называют Дяоюйдао. Японо-китайский территориальный конфликт не исчерпан до сих пор.
Архипелаг Сенкаку. Фото: Reuters/Kyodo
«Огромный объём ресурсов и эффективность переработки полезных ископаемых являются показателями того, что этот новый ресурс может быть использован в ближайшем будущем», — говорится в исследовании.
Научная статья опубликована 10 апреля 2018 года в журнале Scientific Reports (doi: 10.1038/s41598-018-23948-5).
Автор: Анатолий Ализар
