Над 99,95% от жълтия метал е скрит в ядрото на Земята, но само нищожна част от него достига до кората, където може да се добива
Златото и други благородни метали “изтичат” от ядрото на Земята в слоевете нагоре, като в крайна сметка си проправят път до повърхността по време на формирането на вулканични острови като Хаваите, показва ново проучване.
Теорията е резултат от тригодишен анализ на базалтовите скали на Хаваите, които първоначално са се образували от струи магма или разтопена скала, издигаща се от океанското дъно. “Улики” под формата на тежки метали, открити във вулканичните скали, биха могли да потвърдят подозрението, отдавна поддържано от геолозите - че разтопеното ядро на Земята не е изолирано, а вероятно се просмуква в скалистата мантия - слоят между тънката кора на планетата и ядрото.
Въпреки че хората имат достъп до злато в земната кора, количеството там е минимална част от общото количество, което притежава нашата планета. Подобно на дракон, Земята трупа по-голямата част от своя ценен жълт метал в недостъпно скривалище. Изследванията показват, че повече от 99, 95 процента е в ядрото – достатъчно, за да покрие цялата земна повърхност с 50 см злато.
“Преди около 40 г. учени за първи път излязоха с
теорията, че може би ядрото губи малко материал в мантията,
но сигналите, които получавахме досега, бяха наистина двусмислени - казва Нилс Меслинг, геохимик от Университета в Гьотинген в Германия и водещ автор на новото изследване, публикувано през май в сп. “Нейчър”. - Сега, по мое мнение, имаме първото много убедително доказателство, че част от ядрото всъщност се озовава в мантията.”
Изследователите твърдят, че по-голямата част от златото на планетата - повече от 99,95%, според Меслинг - лежи скрито в разтопеното ядро заедно с други тежки елементи като платина. Тъй като метеоритите са се бомбардирали един друг в ранната история на Земята,
резервоар от тези благородни метали се развил, когато ядрото се е формирало преди около 4,5 милиарда години
Но новото проучване предполага, че поне малко количество от това злато е излязло на повърхността, повишавайки очарователната перспектива, че ако изтичането продължи, все повече и повече от този благороден метал може в бъдеще да се изкачи до земната кора.
“Нашите открития не само показват, че ядрото на Земята не е толкова изолирано, както се предполагаше преди. Сега можем също да докажем, че огромни обеми от свръхнагрят мантиен материал - няколко стотици квадрилиона метрични тона скала - произхождат от границата на ядрото и мантията и се издигат до повърхността на Земята, за да образуват океански острови като Хавай”, посочва пред Си Ен Ен съавторът на изследването Матиас Уилболд, професор в Университета на Гьотинген.
За да намерят доказателства за това взаимодействие между ядрото и мантията, Меслинг и неговите колеги са получили проби от хавайски вулканични скали от института “Смитсониън” във Вашингтон. “Някои са взети с подводница от дълбоководен вулкан, но другите са просто обикновена базалтова скала, много невзрачна, която бихте намерили навсякъде на Хаваите - обяснява той. - Започнахме с половин килограм скала, натрошихме я на прах и след това я разтопихме във фурната с различни химикали, за да завършим с проба в течна форма.”
От тази проба екипът извлякъл всички елементи от групата на платината, която включва самата платина, както и по-малко известните родий, паладий, иридий, осмий и рутений. След това учените се съсредоточиха върху рутения, сребристосив метал, толкова рядък в земната кора, колкото и златото.
“В мантията почти няма рутений - твърди Меслинг. - Това е един от най-редките елементи на Земята. Но Земята основно е направена от метеорити, които са се разбили заедно, и те съдържат рутений, който е влязъл в ядрото, когато то се е образувало. Така че мантията почти няма рутений, а ядрото има целия рутений. Същото е със златото и платината.”
Ядрото на Земята има два слоя. Гореща, твърда метална сфера от желязо и никел, която е с радиус от около 1221 километра. Външното ядро от течен метал е с дебелина около 2253 километра и се простира до мантията. А мантията, която се намира между външната кора на планетата и разтопеното ядро, е 2897 километра предимно твърда скала.
За да определи дали извлеченият рутений първоначално е бил от ядрото, а не от мантията,
екипът е разгледал специфичен изотоп, който вероятно е бил в по-голямо количество по време на образуването на ядрото преди милиарди години. Наличието на рутений в базалтовите проби показва, че поне част от скалата е образувана от материал, идващ от разтопеното метално ядро.
“Използваният от нас метод е нов и доста труден – посочва Меслинг. - Успяхме да измерим рутений в скали, които почти нямат рутений в себе си. В половин килограм скала той беше по-малко от милиграми – като игла в купа сено с размер на планета! Това е доста вълнуващо - поне за един геохимик. Беше дълъг, но много вълнуващ процес.”
Но каква е връзката със златото?
То е химически подобно на рутения, казва Меслинг, така че ако ядрото изпуска рутений, то също изпуска злато в подобни количества.
Това количество обаче е мизерно. Дори ако учените искаха да извлекат злато директно от източника - границата между ядрото и мантията, това е много по-надолу, отколкото сегашната технология може да пробие. Всъщност това е около 236 пъти по-дълбоко от най-дълбокия сондаж, пробиван някога - Колския свръхдълбок сондаж в Русия, който достига дълбочина от 12,3 км.
Доказателството, че ядрото не е изолирано, е особено интригуващо за специалистите, защото то и мантията изобщо не трябва да взаимодействат, казва Меслинг. “Плътността им е твърде различна, като маслото и водата, така че технически не трябва да се смесват. И все още нямаме добър механизъм, за да обясним защо го правят. Всъщност изобщо не знаем много за ядрото”, добавя той. Пробите от хавайски скали предполагат, че процесът на изтичане отнема между 500 милиона и 1 милиард години, за да завърши, разкрива германският учен.
Според него, ако изтичането на благородни метали е продължаващ процес, възможно е поне част от златото, добито от хората, да е дошло от ядрото.
Има логика: докато все още се формират, по-тежките елементи потъват във вътрешността на планетата и в крайна сметка се изолират в диференцираното ядро, процес, известен като желязната катастрофа. По-късно метеоритната бомбардировка доставя още злато и тежки метали в кората.
Въпреки че има доказателства, че първичният хелий и тежките изотопи на желязото изтичат от ядрото на Земята,
не е ясно колко от тежкия метал, който откриваме на повърхността, е от ядрото и колко е от Космоса
Изследователи, които не са участвали в проучването, изразяват положителни мнения относно констатациите в него. “Знаем, че Земята е изградена от различни поколения метеоритен материал, който е бил добавен прогресивно към растящата планета, и че благородните метали от най-ранните поколения метеоритен материал са се концентрирали в ядрото на нашата планета, докато металите от метеоритите, добавени в последните етапи на растежа на Земята, са се заклещили в мантията”, разкрива Хелън Уилямс, професор по геохимия и планетарни науки в Университета на Кеймбридж във Великобритания.
Проучването, смята тя, потвърждава, че мантийните струи - издигащи се струи разтопена скала, идващи от границата между ядрото и мантията, които създават горещи точки като Хаваите - наистина съдържат материал, получен по някакъв начин от металното ядро на Земята.
Джеси Рейминк, доцент по геонауки в Пенсилванския държавен университет, е съгласен с това. “Това е много стар дебат и новите данни през последните 10 или повече години възобновиха възможността ядрото да е изтекло химически в мантията с течение на времето – посочва той. - Това проучване наистина, изглежда, стига до заключението – ядрото допринася с някакъв материал за мантията.”
