Як дорогоцінні метали підіймаються на поверхню?
Нещодавні відкриття в китайській провінції Хунань сколихнули науковий світ. На золотому родовищі Ваньгу дослідники виявили потенційні запаси, що перевищують одну тисячу тонн золота. Якщо ці дані підтвердяться, знахідка стане найбільшим покладом дорогоцінного металу в історії, а її ринкова вартість сягне приблизно 83 мільярди доларів. Це змушує вчених замислитися над тим, звідки насправді береться золото на поверхні, адже зазвичай воно вважається надзвичайно рідкісним, пише BBC Science Focus.
Дивіться також Одного дня Земля знову стане гігантським суперконтинентом: як це буде і чи виживе людство
Насправді золото зовсім не є дефіцитом для Землі, воно просто знаходиться поза межами нашої досяжності. Професор Маттіас Віллболд з Університету Геттінгена стверджує, що 99.9 відсотка всіх дорогоцінних металів планети заблоковані в її ядрі. Протягом десятиліть геологи вважали, що ці багатства назавжди ізольовані в центрі планети, але зараз дедалі більше прихильників знаходить теорія про те, що ядро Землі "протікає".
Історія формування нашої планети, що розпочалася 4.54 мільярда років тому, пояснює таку концентрацію металів у центрі. Коли молода Земля була повністю розплавленою, найважчі елементи, такі як залізо та нікель, опустилися донизу, формуючи ядро. Разом з ними в глибину потягнулися так звані сидерофіли – елементи, що мають хімічну спорідненість із залізом, серед яких золото, платина, вольфрам і рутеній.
Сьогодні ядро складається з рідкого зовнішнього шару товщиною близько 2000 кілометрів та твердого внутрішнього центру, температура якого сягає 5000 градусів Цельсія, пише енциклопедія Britannica.
Будова Землі / Зображення Depositphotos / Текст 24 Каналу
Традиційно присутність золота в земній корі пояснювали так званим "Пізнім важким бомбардуванням". Вважалося, що близько 3.9 мільярда років тому на Землю падали гігантські астероїди, які заново наситили мантію важкими елементами, оскільки ядро на той час уже відокремилося.
Проте нові дані свідчать про те, що частинки золота в таких місцях, як Ваньгу, можуть бути результатом підйому матеріалу безпосередньо від межі ядра та мантії.
Які докази?
Докази цієї теорії вчені знаходять у поведінці ізотопів вольфраму та рутенію. Дослідження показують, що деякі породи в мантії мають специфічне співвідношення цих елементів, яке важко пояснити лише метеоритними ударами. Зокрема, аналіз зразків з Гаваїв та Ісландії, де гарячі потоки магми – мантійні плюми – досягають поверхні, демонструє аномалії, що натякають на домішки матеріалу з ядра.
Ще одним вагомим аргументом став гелій. У вулканічних викидах Гаваїв співвідношення рідкісного гелію-3 до більш поширеного гелію-4 у 30 разів вище, ніж в атмосфері. Оскільки гелій-3 міг потрапити в пастку лише під час формування планети, його присутність у таких кількостях свідчить про те, що він витікає з величезних глибин.
Учені заспокоюють: цей процес не означає, що ядро стрімко порожніє. Мова йде про мізерні обсяги відносно тих, які воно утримує. Це лічені грами металів та кілограми газів на рік, що в масштабах планети навіть важко брати до уваги.
На жаль, це означає, що ці ресурси не є відновлюваними в масштабах нашого життя чи навіть кількох поколінь. Потрібні мільйони років, щоб накопичити достатньо золота для видобутку.
Тоді яке це має значення для нас?
Однак цей обмін має вирішальне значення для стабільності Землі. На відміну від Марса, ядро якого охололо і завмерло, або Венери, яка не може скидати внутрішнє тепло через відсутність тектоніки плит, Земля перебуває у стані ідеального балансу.
Ключем до цього механізму можуть бути так звані краплі – колосальні структури під Африкою та Тихим океаном, розташовані на межі мантії та ядра. Вони можуть виступати провідниками, через які внутрішнє тепло та речовина ядра проникають у верхні шари, підтримуючи геологічне життя нашої планети та роблячи її придатною для існування людини.