Giải mã bí ẩn về sự hình thành của các mỏ đất hiếm
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế mới đây tuyên bố đã làm sáng tỏ một bí ẩn lâu đời về cách các mỏ đất hiếm hình thành dưới lòng đất và đôi khi chúng biến mất không dấu vết.
Nguyên tố đất hiếm (REEs) là tập hợp 17 nguyên tố hóa học có giá trị cực kỳ quan trọng trong sản xuất thiết bị công nghệ, được sử dụng làm nguyên liệu thô quan trọng trong mọi thứ từ điện thoại thông minh đến ổ đĩa, tuabin gió, vệ tinh, xe điện hay thiết bị y tế.
Mặc dù tên gọi của chúng cho thấy chúng rất hiếm, nhưng trên thực tế, chúng có thể là nguồn tài nguyên tương đối dồi dào trong vỏ Trái đất. Sự phân tán tán xạ của chúng làm cho chúng khó bị cô lập và chiết xuất từ dưới bề mặt, chưa nói đến những cách thân thiện với môi trường.
Vì lý do này, các mỏ REE cô đặc là một nguồn tài nguyên thiên nhiên rất được thèm muốn và các nhà khoa học đang liên tục tìm kiếm những cách thức mới tốt hơn để tìm kiếm và bảo đảm các khoáng sản có giá trị.
Trong một nghiên cứu mới do nhà địa chất học Michael Anenburg từ Đại học Quốc gia Úc dẫn đầu, các nhà nghiên cứu kỳ vọng khám phá các cơ chế hóa học mà REE hình thành dưới bề mặt, cụ thể là trong và xung quanh đá cacbonatite liên kết chặt chẽ với các nguyên tố.
“Những loại đá quý hiếm này và các dẫn xuất bị thay đổi, phong hóa của chúng cung cấp hầu hết REE trên thế giới. Không có mô hình thống nhất nào giải thích tất cả các đặc điểm của REE liên quan đến cacbonatite làm ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc thăm dò cần thiết để đảm bảo nguồn cung trong tương lai”, các nhà nghiên cứu giải thích.
Để điều tra các quá trình khoáng hóa đằng sau trầm tích REE liên quan đến cacbonatite, Anenburg và nhóm nghiên cứu của ông đã mô phỏng điều gì xảy ra khi đá cacbonatite nóng lên dưới áp suất cao, trước khi làm mát và giảm áp giống như trong các quá trình magma tự nhiên.
Đưa một lượng nhỏ cacbonatite tổng hợp vào các viên nang bạc hoặc niken trong một thiết bị xi-lanh piston, các nhà nghiên cứu đã đặt các mẫu này ở nhiệt độ lên đến 1.200 độ C với áp suất lên đến 2,5 gigapascals (GPa), trước khi dần dần giải nén và làm lạnh chúng xuống 200 độ C và 0,2 GPa.
Video đang HOT
Trước đây, người ta nghĩ rằng một số phối tử nhất định – các phân tử có khả năng liên kết với REE, bao gồm clo và flo – là cần thiết để làm cho REE hòa tan, có khả năng huy động các hóa chất thành các nồng độ tinh thể có khả năng chiết xuất.
Nhưng đó không phải là những gì thí nghiệm cho thấy. Thay vào đó, kết quả cho thấy rằng các hóa chất kiềm cần thiết để vận chuyển REE trong và xung quanh cacbonatite như một tiền chất cho quá trình khoáng hóa cấp kinh tế. Thí nghiệm cho thấy rằng natri và kali đã giúp REEs hòa tan.
Theo các nhà nghiên cứu, cacbonatite mang kiềm có khả năng hình thành chất lỏng giàu REE có thể di chuyển xa trong điều kiện giống magma, trong khi vẫn giữ được khả năng hòa tan REE cao.
Chúng ta đã thấy điều này trong điều kiện phòng thí nghiệm nhưng không nhất thiết có nghĩa là chúng ta sẽ quan sát các phản ứng chính xác giống nhau trong các hệ thống mở của tự nhiên, trong đó sự hiện diện của nước và tất cả các loại hóa chất khác trong môi trường có thể thay đổi mọi thứ. Tuy nhiên, đó là một bước cải tiến kiến thức của chúng ta về các quy trình nền liên quan đến sự hình thành và tập trung REE.
“Đây là một giải pháp giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nơi mà đất hiếm “nặng” như dysprosi và đất hiếm “nhẹ” như neodymium có thể tập trung trong và xung quanh sự xâm nhập của cacbonatite. Chúng tôi luôn tìm kiếm bằng chứng về các dung dịch chứa clorua nhưng không tìm thấy. Những kết quả này cho ra những ý tưởng mới”, tác giả và nhà địa chất cao cấp Frances Wall từ Đại học Exeter giải thích.
Bí ẩn cánh cổng vào thế giới ngầm của nền văn minh Maya
Người Maya cổ đại cư trú trên bán đảo Yucatan vào thiên niên kỷ đầu tiên sau Công nguyên tin rằng có ba cách để người sống bước vào Xibalba.
Cụ thể, thế giới của người chết, qua các hang động sâu, thông qua cuộc thi trong trò chơi bóng Maya và hố sụt linh thiêng. Hố sụt là những hang động quan trọng nhất đối với tôn giáo Maya cổ đại.
Bán đảo Yucatan không có sông tự nhiên trên mặt đất và ít hồ. Tuy nhiên, nó có một mạng lưới khổng lồ các hang động dưới lòng đất được kết nối bởi các dòng sông và suối ngầm.
Nhiều hang động trong số này được cho là được hình thành do các cuộc tấn công của thiên thạch kết hợp với thiên thạch lớn đã góp phần vào sự tuyệt chủng của loài khủng long trong sự kiện tuyệt chủng kỷ Phấn trắng - Đệ tam.
Phần lớn Bán đảo được tạo thành từ đá vôi, theo thời gian sẽ xói mòn và khiến mặt đất sụp xuống hang động đầy nước bên dưới. Đây là những hố sụt hay còn gọi là hố sụt và chính nguồn nước ngầm này đã giúp người dân Yucatan phát triển thành nền văn minh Maya vĩ đại.
Các hố sụt do đó trở thành nơi thờ cúng. Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng Chichen Itza, ngôi đền Kim tự tháp Maya nổi tiếng, được xây dựng trên một ngọn tháp lớn. Người Maya tin rằng Kukulkan, vị thần rắn lông vũ lớn lên trong hang động âm phủ cho đến khi trở nên to lớn đến mức có thể xuyên thủng bề mặt trái đất bằng một trận động đất kinh hoàng và bay lên Mặt trời.
Để tôn vinh Kukulkan, người Maya đã xây dựng Kim tự tháp Kukulkan có kiến trúc đáng kinh ngạc. Kim tự tháp được xây dựng để phù hợp với lịch Maya, một kỳ tích phản ánh kiến thức tiên tiến về toán học và chiêm tinh học.
Kim tự tháp Kukulkan được xây dựng trên một hố sụt khổng lồ.
Mỗi năm hai lần, Mặt trời chiếu vừa phải vào ngôi đền khiến các bậc tam cấp tạo thành bóng của một con rắn khổng lồ. Đó là Kukulkan có thể được nhìn thấy trong khoảng 45 phút, đi xuống từ trên trời, xuống cầu thang chia đôi, và xuống bên dưới Trái đất bên dưới. Ở đó, Kukulkan sẽ cùng các anh em của mình trở lại Xibalba.
Người Maya tin rằng triều đình hoàng gia Xibalba đã tổ chức nhóm 12 vị thần, các Lãnh chúa của Xibalba. Người đứng đầu đền thờ là Hun-Came ("Một cái chết"), tiếp theo là Vucub-Came ("Bảy cái chết). Mười Chúa còn lại là những con quỷ cai trị mỗi hình thức đau khổ của con người.
Theo thần thoại Maya, những con quỷ này thường làm việc cùng nhau theo từng cặp. Có Xiquiripat ("Vảy bay") và Cuchumaquic ("Thu máu") đã làm việc để đầu độc máu của mọi người; Ahalpuh ("Quỷ mủ") và Ahalgana ("Quỷ vàng da"), những người khiến cơ thể sưng phồng và thối rữa; Chamiabac ("Quyền trượng xương") và Chamiaholom ("Quyền trượng đầu lâu"), những người sọc thịt từ người chết để biến chúng thành những bộ xương; Ahalmez ("Con quỷ quét") và Ahaltocob ("Con quỷ đâm"), những người được cho là ẩn náu trong những khu vực không ai trông thấy trong nhà của một người và đâm họ chết và cuối cùng là Xic ("Wing") và Patan ("Packstrap"), những người đã khiến mọi người ho ra máu và đau đớn khi đi trên đường.
Người Maya ở Yucatan sống dựa vào nước của các hố sụt.
Ngoài 12 Lãnh chúa của Xibalba, có rất nhiều cư dân ở đó đã rơi vào sự thống trị của một Chúa. Đôi khi buộc phải quay trở lại bề mặt Trái đất để giúp các Lãnh chúa thực hiện những thủ đoạn và đau khổ của họ.
Với một quần thể quỷ được thiết kế như vậy, người Maya rất quan tâm đến việc xoa dịu cư dân của Xibalba. Ngôi đền Chichen Itza được cho là một phương tiện để tạo điều kiện thuận lợi cho việc cúng tế các vị thần, bao gồm cả hiến tế con người.
Khi công trình bên dưới Kim tự tháp Kukulkan được nạo vét, người ta đã tìm thấy toàn bộ các đồ vật, bao gồm đồ vật bằng gỗ (được bảo quản dưới nước), các công cụ và tượng thần cũng như nhiều lựa chọn đồ trang sức và kim loại quý như vàng, bạc, đồng và hơn hết là ngọc bích. Rất nhiều đồ vật dường như đã bị cố ý phá vỡ trước khi được ném vào hộp đựng bên dưới.
Ngoài ra có nhiều xương có vết thương biểu thị sự hy sinh của con người. Các xác chết là đàn ông, phụ nữ và trẻ em.
Một giả thuyết phổ biến về lý do tại sao nền văn minh Maya sụp đổ là một câu chuyện kéo dài ảnh hưởng đến Bán đảo Yucatan. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng về số lượng và giá trị của các vật hiến tế khi người dân tuyệt vọng cầu xin các vị thần khôi phục nguồn nước ngầm cung cấp sự sống cho họ.
Các nghiên cứu mới cho thấy rằng hố sụt bí ẩn trên thực tế có thể đang phát triển về kích thước khi các bức tường đá vôi của nó từ từ tan rã. Các nhà khảo cổ lo ngại rằng Kim tự tháp Kukulkan có thể sụp đổ xuống hang động bên dưới nếu tầng đá vôi được xây dựng ngày càng suy yếu. Hiện tại, nền tảng quan trọng đó chỉ dày khoảng 5m.
"Những cấu trúc như vậy thay đổi theo thời gian, bởi vì nước rửa sạch các bức tường và các hốc có thể ngày càng tăng. Vào một thời điểm nào đó, nếu độ dày của lớp đá bên dưới Kim tự tháp bị mỏng đi, có thể xảy ra vấn đề ổn định và El Castillo sẽ sụp đổ. Tuy nhiên, điều này khó có thể xảy ra sớm", tiến sĩ Rene Chavez Segura, nhà địa chất của Đại học Tự trị Quốc gia Mexico cho biết.
Vì sao một số vật có thể chống cháy? Ngày nay nhiều vật liệu hiện đại có khả năng chống cháy tốt hơn. Nhưng cái gì làm cho một số vật liệu khó hoặc không bị cháy? Ngày 30/12/1903, một tia lửa bùng phát từ cụm đèn sân khấu đã khiến nhà hát Iroquois, Chicago, Mỹ chìm trong biển lửa. "Sân khấu, rèm, rồi tất cả những thứ còn lại lần lượt...