Ця частина морського дна Південної Атлантики містить велику кількість кобальту, нікелю та літію, а також телуру та різноманітних рідкоземельних елементів, які мають вирішальне значення для переходу енергії. Дослідники мають намір продовжити дослідження його природних процесів.
Дослідження, проведене вченими з Університету Сан-Паулу (USP) у Бразилії, показало, що підйом Ріо-Гранде (RGR), занурене базальтове плато та низка підводних гір у південній частині Атлантичного океану, приблизно за 1200 км від узбережжя Бразилії, був колись гігантський тропічний острів. Цей острів, який кишить мінералами та пишною рослинністю, сягає часів утворення осадових відкладень між 45 і 40 мільйонами років тому.
Стаття з описом результатів дослідження, яке включало майже десять років досліджень, опублікована в журналі Scientific Reports з новою інформацією про геологію RGR, площа якої приблизно така ж, як Іспанія.
Дослідники проаналізували зразки донних відкладень, викопаних на глибині близько 650 м у західній частині RGR, і охарактеризували їх мінералогічні, геохімічні та магнітні властивості. Зразки містили в основному червону глину з кількома мінералами, характерними для тропічних вулканічних змін, такими як каолініт, магнетит, окислений магнетит, гематит і гетит.
У 2018 році група припустила, що RGR колись був островом, на основі відкриттів, зроблених науковими експедиціями в регіоні, де вони зібрали зразок, описаний у статті. Вони подорожували на Королівському дослідницькому кораблі (RRS) Discovery, що управляється Національним океанографічним центром Сполученого Королівства (NOC), і на Alpha Crucis, океанографічному дослідницькому судні USP. Експедиції були частиною тематичного проекту за підтримки FAPESP. Дослідники були з Океанографічного інституту США (IO) та Університету Саутгемптона у Великобританії.
«Наші дослідження та аналіз дозволили нам визначити, що це справді острів, і зараз обговорюється, чи можна включити цю територію до юридично визнаного континентального шельфу Бразилії. З точки зору геології, ми виявили, що глина утворилася після останньої вулканічної активності 45 мільйонів років тому. Таким чином, утворення датується 30-40 мільйонами років тому. І він, мабуть, утворився в результаті цих тропічних умов», — сказав агентству FAPESP Луїджі Йоване, останній автор статті та професор IO-USP.
Для Джоване, яка є головним дослідником проекту, що фінансується FAPESP, той факт, що в дослідженні брала участь міждисциплінарна команда, сприяв отриманню результатів. «У нас є група найвищої якості, включаючи фахівців з геології, геохімії, біології, гідродинаміки, оцінки впливу на навколишнє середовище, нових енергій, психології та права. Усю цю накопичену науку можна використати для поглиблення нашого розуміння RGR і перспективного дослідження регіону, не впливаючи на синергію місцевої системи. Щоб знати, чи можна життєздатно видобувати ресурси з морського дна, нам потрібно проаналізувати сталість і вплив цього видобутку. Наприклад, екосистемні послуги, які надає там океан, не були детально вивчені. Коли ви втручаєтеся в територію, ви повинні знати, як це вплине на тварин, гриби та корали, і розуміти вплив, який ви матимете на кумулятивні процеси», — сказав Йован.
Прієшу Шрівастава, перший автор статті, який зараз є професором Університету Мумбаї в Індії, також отримав підтримку від FAPESP через два проекти (19/11364-0 і 22/02479-0).
Лише у 2023 році Джоване очолив виробництво чотирьох інших статей із результатами досліджень вулканічних порід і зразків феромарганцевої кори з RGR. Статті опубліковані в Frontiers in Marine Science, Journal of Materials Research and Technology, Geochemistry and Marine Geology).
Відкриття морського дна
Вчені зосередилися на західній частині RGR, яку вони реконструювали за допомогою батиметричного картографування високої роздільної здатності, яке показало плато, вкриті осадами та розділені рифтом глибиною понад 600 м. Вони використовували автономний підводний апарат (AUV) і апарат з дистанційним керуванням (ROV) з Discovery для створення карт, відео та досліджень сонара.
АНПА здатний занурюватися на морське дно та охоплювати заздалегідь встановлену зону протягом максимум 12 годин. ROV підключений до корабля кабелем, коли він рухається, створюючи зображення високої роздільної здатності та збираючи зразки каменів і організмів за допомогою роботизованої руки. «Ніхто в Бразилії не має AUV або ROV, тому партнерство з нашими британськими колегами з NOC було фундаментальним, але дослідження на 100% бразильське», — сказав Йован.
Існування тропічного ґрунту між потоками вулканічної лави, виявленими дослідниками, показує, що скелі, мабуть, були піддані впливу відкритого повітря в теплому вологому кліматі в регіоні з діючими вулканами менше 40 мільйонів років тому. Ґрунт схожий на «червону землю» (terra roxa), яку можна знайти в багатьох частинах штату Сан-Паулу, за словами Йована.
Найпоширеніший показник вивітрювання порід, відомий як хімічний індекс зміни (CIA), становив 93 для червоної глини. Більшість лужних порід мають CIA менше 50. Це високе значення вказує на те, що воно походить від екстремального вивітрювання лавових потоків і вулканічних порід під час еоцену (друга епоха палеогенового періоду) між 56 мільйонами і 34 мільйонами років тому, коли високі температури сприяли розвитку тропічних лісів до раптових змін клімату, які відбулися, коли Австралія швидко відокремилася від Антарктиди. Відкрита ерозія супроводжувалася термічним опусканням і зануренням під час пізнього еоцену та раннього олігоцену між 35 і 25 мільйонами років тому.
RGR інтенсивно вивчався в останні роки через його економічний потенціал. Він знаходиться в міжнародних водах і, отже, керується Міжнародним органом морського дна (ISA). У грудні 2018 року уряд Бразилії подав заявку на розширення свого континентального шельфу, щоб включити RGR, який значно перевищує межу у 200 морських миль, встановлену для всіх країн Конвенцією ООН з морського права (UNCLOS).
У RGR були виявлені області, багаті кобальтом, нікелем і літієм, а також телуром та іншими рідкоземельними елементами, критично важливими для переходу від викопного палива, одного з головних рушійних сил глобального потепління, до відновлюваної енергії.
«Важливо розуміти екосистемні послуги та інші природні процеси, що діють у RGR», — сказав Йован. «Тільки ці знання можуть дозволити нам провести оцінку впливу на навколишнє середовище та розрахувати заходи пом’якшення та компенсації, необхідні для його захисту, якщо буде дозволено економічний розвиток».