В ноябре 2024 года состоялась Конференция ООН по изменению климата 2024 года — COP 29. Собравшись в Азербайджане, мировые лидеры вновь обратили внимание на продолжающийся климатический кризис. Основная задача COP 29 — найти способы финансирования решений, направленных на сокращение выбросов парниковых газов и защиту населения планеты от последствий изменения климата. Обеспечение достаточных финансовых ресурсов и стимулов имеет решающее значение для достижения отдельными странами поставленных целей и прогресса в сокращении выбросов углерода и разработке стратегий по удалению углекислого газа из атмосферы. Однако одних денег недостаточно: на пути к «чистым нулевым» выбросам потребуются и другие жизненно важные ресурсы, такие как важнейшие полезные ископаемые и металлы. Ученые-климатологи — не единственные геологи, которые могут сыграть ключевую роль в борьбе с изменением климата. Геологи нужны для поиска сырья для более чистых технологий.

Переход к «чистому нулю» зависит от таких технологий, как ветряные турбины, солнечные панели и электромобили с аккумуляторами, в основе которых лежат так называемые критически важные металлы. Критически важные металлы и минералы пользуются большим спросом, необходимы обществу и могут быть подвержены риску сбоев в цепочке поставок. Список критически важных металлов расширился с ростом инвестиций в «зелёные» энергетические технологии. Например, в электромобилях используется более широкий спектр металлов, чем в обычных автомобилях1, включая литий, кобальт и никель, а также редкоземельные элементы, такие как неодим. В них также используется больше меди, чем в обычных автомобилях. Ожидается, что в краткосрочной перспективе спрос на критически важные металлы в обществе существенно возрастёт, поскольку во всём мире ускоряется переход к чистому нулю.

Это ставит геологов в авангард перехода к возобновляемым источникам энергии за счёт поиска новых запасов полезных ископаемых. На этом новом рубеже исследований в области экономической геологии возникают проблемы: многие типы месторождений полезных ископаемых встречаются редко, и их трудно найти2. Кроме того, необходимость обеспечения устойчивости к глобальным сбоям в цепочке поставок и социально ответственной добычи полезных ископаемых приводит к диверсификации горнодобывающих районов3. Необходимость диверсификации привела к тому, что геологи стали лучше понимать, что влияет на формирование наиболее ценных месторождений.

Медь является жизненно важным компонентом современных электрических систем. Основным источником меди являются порфировые медные месторождения — крупные месторождения низкосортной руды, образовавшиеся из гидротермальных флюидов, циркулирующих в породах, перекрывающих магматический резервуар. Порфировые медные месторождения также являются важными источниками других важнейших металлов, включая золото и молибден. Порфиры обычно связаны с магматизмом на континентальных окраинах, где происходит субдукция, но только в некоторых магмах содержится медная минерализация. Хотя относительная важность каждого этапа сложного процесса образования руды является предметом споров, есть свидетельства того, что свойства земной коры — от её толщины до истории предшествующих обогащений — оказывают сильное влияние на то, где будут обнаружены месторождения2,4. Недавнее исследование, опубликованное в Nature Geoscience Ламонтом и др.4, посвящено процессам, в результате которых образуются крупнейшие месторождения медного порфирита над погружающимися плитами с небольшим углом наклона. Авторы предполагают, что высвобождение флюидов из плиты в вышележащую кору, предварительно обогащённую медью, определяет место образования этих месторождений.

Геологи также помогают находить новые месторождения редкоземельных элементов, которые необходимы для создания высокопрочных постоянных магнитов, используемых в ветряных турбинах и электромобилях3. Однако существует несоответствие между тем, где в настоящее время добываются полезные ископаемые, и тем, где спрос на них наиболее высок, а редкоземельные элементы особенно уязвимы к проблемам с поставками. Европейский союз, США и Китай являются ведущими потребителями редкоземельных элементов, но, по прогнозам, только Китай сможет удовлетворить внутренние потребности в таких металлах, как неодим5. Это привело к тому, что всё больше внимания уделяется стратегиям экономики замкнутого цикла, позволяющим использовать и перерабатывать уже добытые ресурсы. Накопление запасов металлов в регионах с высоким спросом в сочетании с их тщательным восстановлением и повторным использованием по окончании срока службы объектов может обеспечить более сбалансированный доступ к редкоземельным элементам, снижая риски, связанные с геополитическими потрясениями5. Поэтому геологам необходимо работать сообща, преодолевая дисциплинарные и национальные границы, чтобы не только выявлять полезные ископаемые и понимать процессы их формирования, но и использовать эти знания для достижения нулевого уровня выбросов.

Поиск новых критически важных минеральных ресурсов — это лишь один из способов, с помощью которых учёные-геологи играют важную роль в понимании и смягчении последствий изменения климата. От моделирования будущих климатических сценариев до разработки технологий с отрицательными выбросами и стратегий по удалению углекислого газа — усилия сообщества учёных-геологов лежат в основе таких инициатив, как COP 29. Учёные-геологи, несомненно, будут и дальше помогать на пути к чистому нулевому будущему.