Как драгоценные металлы поднимаются на поверхность?
Недавние открытия в китайской провинции Хунань всколыхнули научный мир. На золотом месторождении Ваньгу исследователи обнаружили потенциальные запасы, превышающие одну тысячу тонн золота. Если эти данные подтвердятся, находка станет крупнейшей залежей драгоценного металла в истории, а ее рыночная стоимость достигнет примерно 83 миллиарда долларов. Это заставляет ученых задуматься над тем, откуда на самом деле берется золото на поверхности, ведь обычно оно считается чрезвычайно редким, пишет BBC Science Focus.
Смотрите также Однажды Земля снова станет гигантским суперконтинентом: как это будет и выживет ли человечество
На самом деле золото вовсе не является дефицитом для Земли, оно просто находится за пределами нашей досягаемости. Профессор Маттиас Виллболд из Университета Геттингена утверждает, что 99.9 процента всех драгоценных металлов планеты заблокированы в ее ядре. В течение десятилетий геологи считали, что эти богатства навсегда изолированы в центре планеты, но сейчас все больше сторонников находит теория о том, что ядро Земли "протекает".
История формирования нашей планеты, начавшаяся 4.54 миллиарда лет назад, объясняет такую концентрацию металлов в центре. Когда молодая Земля была полностью расплавленной, самые тяжелые элементы, такие как железо и никель, опустились вниз, формируя ядро. Вместе с ними в глубину потянулись так называемые сидерофилы – элементы, имеющие химическое сродство с железом, среди которых золото, платина, вольфрам и рутений.
Сегодня ядро состоит из жидкого внешнего слоя толщиной около 2000 километров и твердого внутреннего центра, температура которого достигает 5000 градусов Цельсия, пишет энциклопедия Britannica.
Строение Земли / Изображение Depositphotos / Текст 24 Канала
Традиционно присутствие золота в земной коре объясняли так называемой "поздней тяжелой бомбардировкой". Считалось, что около 3.9 миллиарда лет назад на Землю падали гигантские астероиды, которые заново насытили мантию тяжелыми элементами, поскольку ядро к тому времени уже отделилось.
Однако новые данные свидетельствуют о том, что частицы золота в таких местах, как Ваньгу, могут быть результатом подъема материала непосредственно от границы ядра и мантии.
Какие доказательства?
Доказательства этой теории ученые находят в поведении изотопов вольфрама и рутения. Исследования показывают, что некоторые породы в мантии имеют специфическое соотношение этих элементов, которое трудно объяснить только метеоритными ударами. В частности, анализ образцов с Гавайев и Исландии, где горячие потоки магмы – мантийные плюмы – достигают поверхности, демонстрирует аномалии, намекающие на примеси материала из ядра.
Еще одним весомым аргументом стал гелий. В вулканических выбросах Гавайев соотношение редкого гелия-3 к более распространенному гелию-4 в 30 раз выше, чем в атмосфере. Поскольку гелий-3 мог попасть в ловушку лишь во время формирования планеты, его присутствие в таких количествах свидетельствует о том, что он вытекает из огромных глубин.
Ученые успокаивают: этот процесс не означает, что ядро стремительно пустеет. Речь идет о мизерных объемах относительно тех, которые оно удерживает. Это считанные граммы металлов и килограммы газов в год, что в масштабах планеты даже трудно принимать во внимание.
К сожалению, это означает, что эти ресурсы не являются возобновляемыми в масштабах нашей жизни или даже нескольких поколений. Нужны миллионы лет, чтобы накопить достаточно золота для добычи.
Тогда какое это имеет значение для нас?
Однако этот обмен имеет решающее значение для стабильности Земли. В отличие от Марса, ядро которого остыло и замерло, или Венеры, которая не может сбрасывать внутреннее тепло из-за отсутствия тектоники плит, Земля находится в состоянии идеального баланса.
Ключом к этому механизму могут быть так называемые капли – колоссальные структуры под Африкой и Тихим океаном, расположенные на границе мантии и ядра. Они могут выступать проводниками, через которые внутреннее тепло и вещество ядра проникают в верхние слои, поддерживая геологическую жизнь нашей планеты и делая ее пригодной для существования человека.