Когда речь заходит о крупнейших запасах золота, большинство представляет себе охраняемые хранилища вроде знаменитого Форт-Нокса. Однако на самом деле основная часть золота Земли скрыта не в сейфах и банках, а гораздо глубже — на недосягаемой глубине около 3000 километров под нашими ногами, в самом центре планеты. Там, в раскалённом металлическом ядре, покоятся невообразимые массы золота и других драгоценных металлов. И, как теперь выясняется, время от времени небольшие их следы всё-таки просачиваются на поверхность.
Команда немецких учёных из Геттингенского университета впервые обнаружила убедительные свидетельства того, что материал из ядра действительно попадает в мантию — и даже доходит до земной коры. В журнале Nature исследователи опубликовали данные, согласно которым лавовые породы на Гавайях содержат необычные изотопы редкого драгоценного металла — рутения (Ru). Причём состав этих изотопов может указывать только на одно: он пришёл из самых недр планеты, с границы мантии и ядра.
Почему именно рутений?
Рутений — металл платиновой группы, встречается крайне редко и используется, среди прочего, в электронике и катализаторах. Однако интерес учёных вызвал не сам рутений, а его изотоп — Ru-100. Как объясняют исследователи, ядро Земли содержит больше Ru-100 по сравнению с поверхностными слоями. Этот дисбаланс возник ещё 4,5 миллиарда лет назад, когда формировалась планета. Тогда тяжёлые металлы, включая золото, платину и рутений, опустились в глубины, образовав металлическое ядро.
До недавнего времени научное сообщество полагало, что ядро Земли полностью изолировано от остальных оболочек. Но с помощью новых сверхчувствительных методов анализа немецкие учёные обнаружили в гавайской лаве отклонения в изотопном составе рутения — небольшие, но статистически значимые. Иначе как поступлением материала из глубин это объяснить невозможно.
«Когда мы впервые получили данные, стало ясно: это прорыв! Мы буквально нашли следы золота, пришедшие с самой границы ядра», — говорит доктор Нильс Меслинг с кафедры геохимии. «Наша работа показывает, что вещество из ядра не только проникает в мантию, но и поднимается вверх, к поверхности Земли».
Как золото поднимается из недр
Под мантией, на границе с ядром, накапливаются перегретые массы горных пород. Со временем они поднимаются в виде конвекционных потоков — медленно, но уверенно, сквозь толщу мантии. Когда такие потоки достигают литосферы, они могут создавать горячие точки — своеобразные вулканические «фонтаны», формирующие острова вроде Гавайев. Таким образом, гавайская вулканическая цепь может нести на себе отпечаток самой сердцевины планеты.
Профессор Маттиас Вильбольд, соавтор исследования, подчёркивает масштаб этого процесса:
«Речь идёт о сотнях квадриллионов тонн породы, которая зарождается на глубине и поднимается наверх. Это по-настоящему глобальное геодинамическое явление».
Важно отметить: эти результаты не означают, что мы вот-вот получим доступ к золотым залежам ядра. Глубина более 3000 километров остаётся непроходимым барьером. Однако обнаруженные следы показывают, что Земля гораздо динамичнее, чем мы думали, и даже её самое глубокое «сердце» может взаимодействовать с поверхностными слоями.
Что это значит для нас?
Кроме того, работа учёных даёт нам ключ к пониманию происхождения тех драгоценных металлов, которые мы активно используем сегодня в промышленности, электронике и зелёных технологиях. Пусть их крошечные фрагменты поднимаются с глубин миллионы лет, именно они обеспечивают современное производство солнечных панелей, аккумуляторов и медицинской техники.
«Следующий шаг — выяснить, насколько стабилен этот процесс, и происходил ли он на ранних этапах истории Земли, когда формировалась атмосфера и континенты», — добавляет Меслинг. «Наши данные открывают новое окно в прошлое планеты и позволяют по-новому взглянуть на внутреннюю структуру Земли».