Wissenschaftler enthüllen verborgene Landkarte seltener Erden unter alten Kontinenten

Forscher der Abteilung für Erdwissenschaften der University Cambridge haben eine weltweite Karte ungewöhnlicher, CO₂-reicher magmatischer Gesteine erstellt, die die primäre Quelle für seltene Erden darstellen.

Ihre Analyse ergab, dass diese Gesteine eng mit dicken, alten Abschnitten der Erdlithosphäre verbunden sind, der starren äußeren Schicht, die die Kruste und den oberen Mantel umfasst.

Nach Ansicht der Forscher schaffen die dicksten Bereiche der Lithosphäre ideale Bedingungen für die Anreicherung seltener Erden, da sie geschmolzenes Gestein über lange Zeiträume tief unter der Erde einschließen können. Über Millionen diesen isolierten Magmakammern schrittweise wertvolle Metalle an.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. „Unsere Forschung liefert erstmals eine gewisse Vorhersagekraft dafür, wo wir mit der Bildung dieser Gesteine – und damit auch ihrer damit verbundenen Seltenen-Erd-Element-Lagerstätten – rechnen können", sagte Dr.

Emilie Bowman, leitende Autorin der Studie vom Cambridge Earth Sciences. Seltene Erden sind für viele moderne Technologien unverzichtbar, darunter Smartphones, Elektrofahrzeuge und Windkraftanlagen.

Da Länder nach zuverlässigeren inländischen Quellen für diese kritischen Materialien suchen, versuchen Wissenschaftler zunehmend zu verstehen, wie und wo wirtschaftlich bedeutsame Lagerstätten entstehen.

Was die Studie zeigt

Seltene Erden und die tiefe Struktur der Erde „Es besteht ein erhebliches wissenschaftliches Interesse daran, warum Lagerstätten seltener Erden genau dort entstehen, wo sie es tun", sagte Professorin Sally Gibson, Hauptautorin der Studie vom Cambridge Earth Sciences, die derzeit ein Projekt Umfang von 1 Million Pfund leitet, das diesem Thema nachgeht.

Frühere Forschungen konzentrierten sich in der Regel auf einzelne Lagerstätten oder bestimmte Regionen. Diese neue Arbeit untersuchte hingegen seltener-erdenhaltende Gesteine global und suchte gleichzeitig nach größeren geologischen Mustern tief unter der Erdoberfläche.

Um die Studie durchzuführen, sammelte Bowman chemische Daten 9.000 magmatischen Gesteinsproben, die weltweit erhoben wurden.

Was die Studie zeigt

Alle Gesteine enthielten hohe Konzentrationen an gelöstem CO₂, das eine wichtige Rolle bei der Anreicherung seltener Erden spielt. „Bis vor relativ kurzer Zeit galten diese Untergruppe magmatischer Gesteine lediglich als Kuriositäten", Gibson. „Geologen sammelten sie mit großer Begeisterung; Studierende waren in praktischen Übungen oft ratlos über sie." „Doch in den letzten Jahren haben sie eine große Relevanz erlangt." Viele der Gesteine weisen ungewöhnliche Mineralzusammensetzungen und seltsame Namen auf, die auf das 19. und das frühe 20.

Jahrhundert zurückgehen und häufig den Orten entsprechen, an denen sie erstmals identifiziert wurden. „Die Terminologie ist so umfangreich, dass man fast eine neue Sprache aus diesen Gesteinsnamen erschaffen könnte", sagte Gibson. „Dies, verbunden mit ihrer wissenschaftlichen Komplexität, hat Verwirrung geführt, und die Menschen haben sich tendenziell." Erdbeben-Daten liefern Hinweise auf seltene Erden Das Forschungsteam, zu dem die Geophysiker Professor Sergei Lebedev und Dr.

Siyuan Sui vom Fachbereich Cambridge Earth Sciences gehörten, verband die Gesteinsdatenbank mit seismischen Bildgebungsdaten, die die Struktur des Erdinneren zeigen. „Mit Hilfe können wir eine Schnittbild-Darstellung der Lithosphäre erstellen, ähnlich wie ein Sonargerät Merkmale auf dem Meeresboden erkennen kann", sagte Lebedev.

Aus dieser Zuordnung lässt sich erkennen,

Aus dieser Zuordnung lässt sich erkennen, dass die Lithosphärenmächtigkeit eine leitende Rolle spielt, wo diese Lagerstätten zu finden sind.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass Gesteine mit der für die Seltenen-Erd-Anreicherung passenden Chemie vorwiegend in der Nähe der steilen Grenzen der ältesten und dicksten Lithosphäre der Erde auftreten. „Wir mussten diese beiden Puzzleteile, die Gesteinschemie und die seismischen Daten, zusammenfügen, um die Verbindung herzustellen", sagte Gibson. „Gesteine mit der für die Anreicherung passenden Chemie treten nur an sehr spezifischen Orten auf, hauptsächlich entlang der steilen Ränder der dicksten und ältesten Lithosphäre der Erde", erläuterte sie.

Wie sich Selten-Erd-Lagerstätten langsam bilden Die Forscher erklären, dass eine dicke Lithosphäre Mantelgesteine unter hohem Druck und relativ niedrigen Temperaturen hält, was das Schmelzen in großer Tiefe einschränkt. Unter diesen Bedingungen entstehen nur geringe Mengen Magma.

Diese kleinen Magmaaschen können Fuß der

Diese kleinen Magmaaschen können Fuß der Lithosphäre gefangen werden, wo sie abkühlen und zu CO₂-reichen magmatischen Gesteinen erstarrt. Spätere geologische Aktivitäten können diese Gesteine teilweise wieder schmelzen, wodurch Seltenerd-Elemente noch stärker angereichert werden und schließlich wirtschaftlich wertvolle Lagerstätten bilden.

Das Team plant nun, die Studie auf Gesteine älter als 200 Millionen Jahre auszudehnen, die viele der weltweit wichtigsten Seltenerd-Minen und -Lagerstätten beherbergen. „Für diese Arbeit konzentrierten wir uns zunächst auf Lagerstätten, die nach den Hauptphasen der Zerstückelung der großen Kontinente der Erde entstanden sind", sagte Gibson.

Sie wies darauf hin, dass ältere Gesteine häufig durch Gebirgsbildung und kontinentale Rifting verändert wurden, was ihre Untersuchung erschwert. „Da wir nun nachgewiesen haben, dass dieses systematische Verhalten existiert, können wir weiter in die Vergangenheit zurückgehen.

Es wird anspruchsvoller, aber ich hoffe, dass dies ein entscheidender Schritt zur Vorhersage wird." Referenz: „The global distribution of CO₂-rich magmas is determined ", Sally A. Gibson, Siyuan Sui und Sergei Lebedev, 22. Mai 2026, Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-026-01990-7