Защо златото не е потънало до ядрото на Земята

Учени твърдят, че са ударили джакпота с нова ценна информация за историята на златото

Ваня Милева Последна промяна на 13 ноември 2023 в 10:37 6173 0

Художествена визуализация на голям сблъсък на ранната Земя. Учени от Йейл и SwRI представят нова теория за причините, поради които златото и платината се намират по-близо до повърхността на Земята, фокусирайки се върху уникална

Кредит SwRI/Marchi
Художествена визуализация на голям сблъсък на ранната Земя. Учени от Йейл и SwRI представят нова теория за причините, поради които златото и платината се намират по-близо до повърхността на Земята, фокусирайки се върху уникална "преходна" мантийна област, която улавя и разпределя тези метали.

Ново изследване предлага теория за това, как златото, платината и други ценни метали са намерили пътя си към плитките джобове в земната мантия.

Учени от Йейл и Югозападния изследователски институт (SwRI) твърдят, че са ударили джакпота с нова ценна информация за историята на златото.

Това е история, която започва със силни сблъсъци на големи обекти в Космоса, продължава в полуразтопен район на земната мантия и завършва с това, че благородните метали намират необичайно място за съхранение много по-близо до повърхността на планетата, отколкото учените са предполагали.

Подробности за проучванете са публикувани в списание Proceedings of the National Academy of Sciences от Джун Коренага (Jun Korenaga), професор по науки за Земята и планетите в Йейл, и Симоне Марчи (Simone Marchi), изследовател в Югозападния изследователски институт (SwRI) в Боулдър, Колорадо.

Нов поглед върху благородните метали

Новата теория дава възможни отговори на въпросите, ненамерили дълго отговор, за начина, по който златото, платината и други благородни метали са попаднали в плитки джобове в земната мантия, а не дълбоко в ядрото на планетата. В по-широк план новата теория предлага прозрения за формирането на планетите във Вселената.

"Нашето изследване е добър пример за неочаквано откритие, направено след преразглеждане на общоприетите схващания", коментира Коренага.

Исторически контекст и предизвикателства

Последните изследвания на учени от цял свят са установили, че благородни метали като злато и платина са се появили на Земята преди милиарди години, след като ранната прото-Земя се е сблъскала с големи тела с размерите на Луната в космоса, които са оставили след себе си отлагания от материали, които са били вместени в днешната Земя.

Но този процес на поглъщане е останал загадка.

Моментни снимки от симулация на смесване в мантията на Земята, от момента след удара (отгоре) до сега (отдолу). Кредит: Yale/Korenaga

Освен че се ценят заради своята рядкост, естетическа красота и използване във високотехнологични продукти, златото и платината са така наречените "силно сидерофилни" елементи.

Силно сидерофилните елементи (HSE) са освен златото и платината а именно Рутений Ru, Родий Rh, Паладий Pd, Рений Re, Осмий Os, Иридий Ir.

Те са привлечени от елемента желязо до такава степен, че би трябвало да се очаква да се съберат почти изцяло в металното ядро на Земята - или чрез директно сливане с металното ядро при удар, или чрез бързо потъване от мантията в ядрото.

По тази логика те не би трябвало да се натрупват на повърхността на Земята или в близост до нея. И все пак те са се натрупали.

Новаторска теория

Теорията на Коренага и Марчи е съсредоточена около тънък, "преходен" регион на мантията, където плитките части на мантията се топят, а по-дълбоките остават твърди. Изследователите откриват, че този регион има особени динамични свойства, които могат ефективно да улавят падащите метални компоненти и бавно да ги предават към останалата част на мантията.

Теорията им предполага, че това доставяне все още продължава, като остатъците от преходния регион се появяват като "големи провинции с ниска скорост на срязване" - добре познати геофизични аномалии в дълбоката мантия.

"Този преходен регион почти винаги се образува, когато голям обект удари ранната Земя, което прави нашата теория доста надеждна", посочва Марчи.

Тази схема илюстрира най-правдоподобното геофизично обяснение за изобилието от силно сидерофилни елементи HSE (highly siderophile elements) метали, присъстващи в мантията на Земята. По време на дългия период на бомбардиране елементите от сблъскващите се със Земята ще доставят материали. (a) Течните метали биха потънали в локално произведения магмен океан, генериран от удара, преди да проникнат през частично разтопената зона отдолу. (b) Компресията кара металите в разтопената зона да се втвърдят и потънат. (c) След това термичната конвекция смесва и преразпределя импрегнираните с метал компоненти на мантията за дълги геоложки времеви рамки. Кредит: Southwest Research Institute

Изследователите заявяват, че новата теория не само обяснява досегашните загадъчни аспекти на геохимичната и геофизичната еволюция на Земята, но и подчертава широкия диапазон от времеви мащаби, свързани с формирането на Земята.

"Едно от забележителните неща, които открихме, е, че динамиката на преходната мантийна област протича за много кратко време - около един ден - но нейното влияние върху последващата еволюция на Земята продължава няколко милиарда години", коментира Коренага.

Справка: Jun Korenaga et al, Vestiges of impact-driven three-phase mixing in the chemistry and structure of Earth's mantle, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2309181120

Източник: Transient Treasures: Scientists Unearth Gold’s Remarkable Origin Story, Yale University

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Земята

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !