Ядро Землі багате на золото, і воно просочується через мантію до земної кори, як з’ясувало нове дослідження. Нове дослідження ізотопів, виявлених у вулканічній породі, яка витікала з глибин під літосферою, показало, що дорогоцінні метали, зокрема золото, присутні в земній корі, спершу витекли з ядра, а потім розпочали свою довгу подорож до поверхні, несені потоками конвективної магми.
«Коли ми отримали перші результати, зрозуміли, що буквально знайшли золото!» — каже геохімік Нілс Месслінг з Університету Геттінгена (Німеччина). «Наші дані підтвердили, що матеріал з ядра, включаючи золото та інші дорогоцінні метали, просочується в мантію Землі вище.»
Хоча ми й маємо доступ до золота в земній корі, його кількість там — лише крихітна частина від загального запасу на планеті. Подібно до дракона, Земля приховує більшість свого золота: дослідження свідчать, що понад 99% цього металу знаходиться в її металевому ядрі — достатньо, щоб покрити всю сушу Землі шаром золота завтовшки 50 сантиметрів.
Свідчення цього були знайдені в базальтах Гаваїв — застиглій вулканічній породі, яка колись вивергалася з надр планети.
Це має сенс: під час формування планети важчі елементи опускалися вниз крізь її ще м’яку внутрішню частину та накопичувалися в ядрі — процес, відомий як “залізна катастрофа”. Пізніше метеоритні удари доставили ще більше золота та важких металів у земну кору. Хоча ми маємо докази витоку з ядра первинного гелію та важких ізотопів заліза, досі було незрозуміло, яка частина важких металів на поверхні походить із ядра, а яка — з космосу.
Проте є спосіб це з’ясувати: ізотопи важкого дорогоцінного металу — рутенію. Ізотопи — це різновиди одного й того ж елемента, які мають різну кількість нейтронів.
Ізотопи рутенію в ядрі Землі дещо відрізняються від тих, що на поверхні. Раніше ці відмінності були надто малі, щоб їх виявити, але команда Месслінга розробила нові аналітичні методики, які дозволили це зробити. Використовуючи ці методи, вони дослідили рутеній із вулканічної породи на Гаваях і виявили значно вищий вміст ізотопу рутеній-100, ніж у навколишній мантії. Саме цей ізотоп походить із земного ядра.
Це відкриття свідчить, що всі сидерофільні елементи — ті, що під час формування планети осіли в ядрі — поступово просочуються назовні. До них належать рутеній, паладій, родій, платина — і золото.
Ці метали не вириваються на поверхню у великих кількостях, і ми не можемо просто викопати їх з глибини 2 900 кілометрів. Але це відкриття дає нам нове уявлення про нашу планету — і, можливо, про інші кам’янисті планети теж.
«Наші результати свідчать, що ядро Землі не таке ізольоване, як вважалося раніше, » — каже геохімік Матіас Вілльбольд з Університету Геттінгена.
«Тепер ми можемо довести, що величезні об’єми перегрітої мантійної речовини — кілька сотень квадрильйонів тонн — походять з межі ядра та мантії і піднімаються до поверхні, формуючи океанічні острови, такі як Гаваї.»
Дослідження було опубліковане в журналі Nature.