Temiz bir enerji geleceği için bakır bulmak için derin zamanda yolculuk

0
26

Bir kayada azurit (mavi) ve malakit (yeşil) şeklinde oksitlenmiş bakırın çarpıcı mozaiği. Kredi: Dimitri Houtteman, Yazar sağladı

Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa Birliği üyeleri de dahil olmak üzere 100’den fazla ülke, 2050 yılına kadar net sıfır karbon emisyonu taahhüt etti. Dünyanın, özellikle bakır olmak üzere çok fazla metale ihtiyacı olacak.

Son zamanlarda, Uluslararası Enerji Ajansı, yenilenebilir enerji teknolojilerinde en yaygın kullanılan metal olan bakırın küresel arzı konusunda uyarı zili çaldı. Goldman Sachs’ın 2030 yılına kadar bakır talebinin %600’e kadar büyüyeceğini ve küresel arzın giderek gerginleşeceğini tahmin etmesiyle birlikte, yeni ve büyük bakır yataklarını hızla bulmamız gerektiği açık.

Önemli yeni bakır yatakları keşfetmedikçe bu kadar bakır elde etmek imkansız olacak. Ancak fiyatlar nispeten düşük olduğu için son on yılda bakır için çok az araştırma yapıldı.

Antik dağ sıraları boyunca bakır yataklarının nerede oluştuğunu keşfetmek için gezegenin derinliklerine bakmak ve geçmişe geri dönmek için Dünya’yı dört boyutta modellemek için bir yazılım geliştiriyoruz. GPlates adı verilen bu yazılım, jeologlar için güçlü bir dört boyutlu bilgi sistemidir.

Ne kadar büyük bakır yatakları oluşur

Dünyanın en zengin bakır yataklarının çoğu, And Dağları ve Rocky Dağları gibi volkanik dağ zincirleri boyunca oluşmuştur. Bu bölgelerde, bir okyanus tektonik levhası ve bir kıta çarpışır ve okyanus levhası, yitim adı verilen bir süreçte kıtanın kenarının altına batar.

Bu süreç, kıtanın kenarı boyunca, bakır (ve diğer elementler) içeren sıcak magmatik sıvıların fay ağları içinde dolaştığı kabukta bir ila beş kilometre arasındaki derinliklerde oluşacak çeşitli magmatik kayaçlar ve bakır birikintileri yaratır. Milyonlarca yıllık plaka hareketi ve erozyondan sonra, bu hazineler yüzeye yaklaşıyor ve keşfedilmeye hazır.

Temiz bir enerji geleceği için bakır bulmak için derin zamanda yolculuk

Kalkopirit adı verilen bir mineral şeklinde bir kuvars damarında barındırılan bir bakır örneği. Havaya maruz kaldığında, yüzey bu metalik ‘tavus kuşu’ parlaklığını oluşturmak için oksitlenir. Kredi: Marek Novotňák / Wikimedia Commons

bakır aranıyor

Jeologlar tipik olarak bakır aramak için bir dizi iyi kurulmuş araç kullanırlar. Bunlar jeolojik haritalama, jeokimyasal örnekleme, jeofizik araştırmalar ve uzaktan algılamayı içerir. Ancak bu yaklaşım, bakır oluşumunun itici gücü olarak uzay ve zamandaki magmatik akışkanların kökenini dikkate almaz.

Bu magmatik sıvıların, aşağı inen plakadan kaçan okyanus sıvıları tarafından beslenen iki plaka arasındaki kama şeklindeki bir manto parçası olan “manto kamasından” geldiğini biliyoruz. Okyanus levhası aşağı inerken ısınır ve üstteki kıtasal kabuğa yükselen sıvıları serbest bırakır, bu da yüzeydeki volkanik aktiviteyi ve bakır gibi metallerin birikmesini sağlar.

Yitimin nasıl meydana geldiği ve okyanus levhasının özelliklerindeki farklılıklar, bakır yataklarının nerede ve ne zaman oluştuğunu daha iyi anlamanın sırrını tutabilir. Ancak bu bilgi geleneksel olarak bakır aramalarında kullanılmaz.

Sanal bir Dünya inşa etmek

EarthByte araştırma grubunda, yüzeyin derinliklerine bakmamızı ve zamanda geriye gitmemizi sağlayan GPlates plaka tektonik yazılımımız tarafından desteklenen sanal bir Dünya inşa ediyoruz. Pek çok uygulamasından biri, dağ kuşakları boyunca bakır yataklarının nerede oluştuğunu anlamaktır.

Temiz bir enerji geleceği için bakır bulmak için derin zamanda yolculuk

Bakır yatakları, volkanik zincirler boyunca yitim bölgelerinin üzerinde oluşma eğilimindedir. Bu şematik ölçekli değildir. Kredi bilgileri: Shutterstock

Yakın tarihli bir makalede, nasıl çalıştığını özetliyoruz. Dağ kuşağı boyunca bilinen ekonomik bakır yataklarının çoğu bu dönemde oluştuğu için son 80 milyon yıla odaklanıyoruz. Bu süre aynı zamanda modellerimiz için de en doğru olanıdır.

Dağ kuşakları boyunca bilinen bakır yatakları ile ilişkili dalma zonunun evrimi arasındaki bağlantıları bulmak için makine öğrenimini kullandık. Modelimiz birkaç farklı dalma zonu parametresine bakar ve her birinin bilinen cevher yatakları ile ilişki açısından ne kadar önemli olduğunu belirler.

Peki önemli olan ne çıkıyor? Levhaların birbirine doğru ne kadar hızlı hareket ettiği, yiten kabukta ve derin deniz tortullarında ne kadar kalsiyum karbonat bulunduğu, yiten levhanın ne kadar eski ve kalın olduğu ve bir yitim zonunun en yakın kenarına ne kadar uzak olduğu.

Makine öğrenimi yaklaşımımızı kullanarak, dünyanın farklı bölgelerine bakabilir ve farklı zamanlarda bakır yatakları oluşturmaya elverişli koşullar yaşayıp yaşamadıklarını görebiliriz. Orta Alaska, güney Nevada, güney Kaliforniya ve Arizona dahil olmak üzere ABD’de birkaç aday bölge ve Meksika, Şili, Peru ve Ekvador’daki çok sayıda bölge belirledik.

Bakır cevheri yataklarının ne zaman oluşmuş olabileceğini bilmek, kaşiflerin çabalarını belirli yaşlardaki kayalara odaklamasına yardımcı olduğu için önemlidir. Ayrıca, verilen tortuların yüzeye yaklaşmak için ne kadar zaman geçmiş olabileceğini de ortaya koyuyor.

Avustralya, Yeni Güney Galler’deki Cadia bakır-altın bölgesi de dahil olmak üzere benzer yataklara sahiptir. Bununla birlikte, bu kayalar önemli ölçüde daha yaşlıdır (kabaca 460 milyon ila 430 milyon yıllık) ve sanal Dünya modellerinin Amerika’ya uygulananlardan çok daha geriye bakmasını gerektirir.

Plaka hareketleri ve okyanus kabuğunun yaşı, yaş kodlu porfir bakır-altın birikintileri ile kaplanmıştır. Michael Chin’in animasyonu.

Maden aramanın geleceği

2030 yılına kadar 10 milyon ton bakır bulmak -bugün çıkardığımız en büyük sekiz bakır yatağına eşdeğer- çok büyük bir zorluk teşkil ediyor.

AuScope ve Ulusal İşbirliğine Dayalı Araştırma Altyapı Stratejisi’nin (NCRIS) on yılı aşkın desteğiyle, bu zorluğun üstesinden gelmeyi hayal edebilecek durumdayız. Avustralya’nın Aşağıya Bakış Teleskopu’ndaki GPlates’i AI ve süper bilgi işlem ile birlikte güçlendirerek, onunla doğrudan tanışabiliriz.

Ortaya çıkan bu teknolojiler, AI’nın kritik mineral keşfi için muazzam potansiyelini geliştirmek için Lithodat ve DeeperX gibi Avustralyalı girişimler ve üniversitelerle işbirliği içinde madencilik şirketleri tarafından giderek daha fazla kullanılıyor.

Öncü çalışma, The Conversation tarafından sağlanan bakır yataklarının oluşumu hakkında yeni bilgiler veriyor

Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation’dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.Konuşma

Alıntı: Temiz bir enerji geleceği için bakır bulmak için derin zamanda yolculuk (2021, 15 Temmuz), https://techxplore.com/news/2021-07-deep-copper-energy-future.html adresinden alındı.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz