Цивилизация
Благородные металлы, родственные золоту, известны человеку с глубокой древности. Люди легко извлекали их из пород из-за их высокой инертности, а также относительно широкого распространения. Этот факт вызвал интерес ученых: при формировании Земли железо и более тяжелые благородные металлы составили ее ядро. Каково же происхождение золота, которым мы все пользуемся сейчас?
Доступные ресурсы благородных металлов попали на Землю с метеоритным дождем, который обрушился на планету через более чем 200 млн лет после ее возникновения.
Таковы результаты высокоточного анализа нескольких образцов древнейших горных пород Земли, проведенного специалистами из Университета Бристоля (Великобритания). Их работу публикует журнал Nature.
При формировании Земли при высочайших температурах расплавленное железо действительно опустилось к центру планеты и составило (вместе с никелем) основу земного ядра. Вместе с железом «на дно» опустились и так называемые сидерофильные (то есть обладающие высоким сродством к железу) элементы. Среди них золото, платина, палладий, осмий, иридий, рутений. По оценкам ученых,
ядро Земли содержит столько благородных металлов, что их хватит на четырехметровое покрытие всей поверхности планеты.
При таком развитии событий их совсем не должно было остаться в земной коре и верхних слоях мантии, однако распространенность благородных металлов в этих областях геосферы в 10–1000 раз больше, чем предполагают описывающие формирование Земли модели. Остается предположить, что доступные сегодня благородные металлы попали на Землю позже — возможно, с аномально сильным метеоритным дождем.
Для проверки этой гипотезы геологи Маттиас Уиллболд и Тим Эллиот из Бристольского университета и их коллега Стивен Мурбад из Оксфорда проанализировали образцы горных пород из Гренландии возрастом около 4 млрд лет. Такие породы — своеобразное «окно» в далекое-далекое прошлое, позволяющее видеть, из чего состояла Земля сразу после ее формирования (то есть до предполагаемого «золотого метеоритного дождя»).
«Отпечатками пальцев» для ученых послужил изотопный состав вольфрама — еще одного редкого элемента (один грамм породы содержит лишь около одной десятимиллионной грамма вольфрама). Согласно моделям формирования Земли, вольфрам вместе с благородными металлами должен был полностью перейти в ядро планеты.
Высокоточные приборы позволили зарегистрировать падение относительного содержания изотопа 182W (по сравнению с 184W) в современных породах на 13 миллионных долей.
Это небольшое, но заметное отклонение подтверждает внеземное происхождение доступных нам запасов благородных металлов.
«Выделение вольфрама из образцов породы и исследование его изотопного состава — очень сложная задача из-за сверхнизкого содержания этого элемента. Мы первая лаборатория в мире, которой удалось провести такие высококачественные измерения», — считает Уиллболд.
Авторы работы полагают, что масштабные конвекционные потоки перенесли часть «залетного» золота и в мантию. Следующий предмет их исследования — определение длительности этого процесса конвекции.
Современные залежи руд благородных металлов образовались при формировании земных материков.
«Наша работа показывает, что большая часть благородных металлов, которые играли и играют ключевую роль в экономике и промышленных процессах цивилизации, попали на нашу планету по чистой случайности, когда на Землю обрушилось около 20 млн тонн астероидов», — подытожил Уиллболд.