Новая теория о том, как золото, платина и другие драгоценные металлы попали в мантию Земли

Ученые из Йельского университета и Юго-Западного научно-исследовательского института (SRI) говорят, что они сорвали джек-пот, предоставив ценную новую информацию об истории золота.

Эта история начинается с жестоких столкновений крупных объектов в космосе, продолжается в полурасплавленной области мантии Земли и заканчивается тем, что драгоценные металлы находят маловероятное место отдыха гораздо ближе к поверхности планеты, чем предсказывали ученые.

Джун Коренага, профессор наук о Земле и планетах на факультете искусств и наук Йельского университета, и Симона Марчи, исследователь из НИИ в Боулдере, штат Колорадо, предоставляют подробности в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Их новая теория дает возможные ответы на давние вопросы о том, как золото, платина и другие драгоценные металлы попали в мелкие карманы в мантии Земли, а не глубоко в ядро ​​планеты. В более широком смысле, новая теория предлагает понимание формирования планет во Вселенной.

«Наше исследование является хорошим примером неожиданного открытия после пересмотра общепринятых представлений », — сказал Коренага.

Недавние исследования ученых со всего мира установили, что драгоценные металлы , такие как золото и платина, попали на Землю миллиарды лет назад после того, как ранняя протоземля столкнулась в космосе с большими телами размером с Луну, которые оставили после себя залежи материалов, которые были свернуты. в то, что является сегодняшней Землей.

Но этот процесс поглощения остался загадкой.

Помимо того, что золото и платина ценятся за свою редкость, эстетическую красоту и использование в высокотехнологичных продуктах, они также известны как высоко «сидерофильные» элементы. Их притягивает элемент железа до такой степени, что можно было бы ожидать, что они почти полностью соберутся в металлическом ядре Земли - либо путем слияния непосредственно с металлическим ядром при ударе, либо путем быстрого погружения из мантии в ядро.

По этой логике они не должны были собираться на поверхности Земли или вблизи нее. И все же они это сделали.

«Работая с Симоной, экспертом по динамике ударов, я смог найти новое решение этой загадки», — сказал Коренага

Теория Коренаги и Марчи сосредоточена вокруг тонкой, «переходной» области мантии, где неглубокая часть мантии плавится, а более глубокая часть остается твердой. Исследователи обнаружили, что эта область обладает своеобразными динамическими свойствами, которые могут эффективно улавливать падающие металлические компоненты и медленно доставлять их к остальной части мантии.

Их теория утверждает, что эта доставка все еще продолжается, а остатки переходной области выглядят как «крупные провинции с низкой скоростью сдвига» — хорошо известные геофизические аномалии в глубокой мантии.

«Эта переходная область почти всегда образуется, когда большой ударник сталкивается с ранней Землей, что делает нашу теорию весьма надежной», — сказал Марчи.

Исследователи заявили, что новая теория не только объясняет ранее загадочные аспекты геохимической и геофизической эволюции Земли, но также подчеркивает широкий диапазон временных масштабов, вовлеченных в формирование Земли.

«Одна из замечательных вещей, которые мы обнаружили, заключалась в том, что динамика переходной мантийной области происходит за очень короткий промежуток времени — около дня, — однако ее влияние на последующую эволюцию Земли длилось несколько миллиардов лет», — сказал Коренага.