В составе Земли золота значительно больше, чем свинца. Однако долгое время оставался вопросом, как золото попадает на поверхность нашей планеты, поскольку атомы золота предпочитают оставаться глубоко в недрах, как сообщает Earth.com.
Международная команда исследователей объявила о важном открытии, которое может объяснить эту давнюю загадку. Они представили модель, демонстрирующую, как расплавленная порода, или магма, может переносить золото из мантии Земли на более высокие уровни.
Дело в том, что мантия Земли характеризуется очень высоким давлением и температурой. Атомы золота в основном остаются запертыми там, однако человечество извлекает золото на поверхности на протяжении многих веков.
Ученых интересовал механизм, способствующий подъему атомов золота. Исследователи изучали такие процессы, как частичное плавление и летучие жидкости, но точная причина перемещения золота оставалась загадкой до недавнего времени.
Как известно, золото довольно трудно образует химические связи с другими элементами. Это утверждение остается верным в обычных условиях, но происходят особые процессы в определенных высокотемпературных областях под действующими вулканами.
Ключевое открытие касается серы в специфическом химическом состоянии. Недавно обнаруженный комплекс золота и трисульфура, по-видимому, эффективно удерживает и транспортирует золото.
Этот комплекс образуется, когда богатая серой жидкость взаимодействует с мантийной породой под давлением, которое наблюдается примерно на глубине 50-80 км. Он способствует растворению золота, предотвращая его сцепление с твердой мантией.
После формирования комплекса золото становится более подвижным в расплавленных участках недр Земли. Затем жидкость и расплав могут переносить его вверх, где оно в конечном итоге может оказаться ближе к поверхности.
В этом процессе важную роль играют зоны субдукции, которые формируются, когда одна тектоническая плита скользит под другую. В этих областях вода и сера выделяются из нисходящей плиты, способствуя химическим реакциям внизу.
Расплавленная порода под вулканами в зонах субдукции содержит больше этих растворенных компонентов. Новая модель предполагает, что такая среда идеально подходит для формирования комплекса золота и трисульфура.
"Все эти активные вулканы образуются над или в среде зоны субдукции", — отметил соавтор исследования Адам Саймон.
Результаты моделирования подтвердили, что сера изменяет химическое состояние золота ровно настолько, чтобы поднять его из более глубоких слоев. По мере подъема магмы обогащенные золотом жидкости вырываются наружу, оставляя ценный металл в жилах.
Также напомним, что ученые выяснили, как возникает золото во Вселенной. Семь лет назад было установлено, что золото образуется в результате слияния нейтронных звезд, но теперь выяснилось, что не все данные совпадают.