Čak 99,999 posto zlata nalazi se na jednom mjestu - ali do njega ne možemo

Novo istraživanje pokazuje da mali dio tog materijala možda ipak pronalazi put prema površini, ali ne na način koji bi mogao promijeniti budućnost rudarstva. Umjesto toga, otkriće znanstvenika pruža novi uvid u funkcioniranje unutrašnjosti Zemlje.

Geokemičari sa Sveučilišta u Göttingenu objavili su u časopisu Nature rezultate istraživanja koji upućuju na to da materijal iz Zemljine jezgre može dospjeti do plašta, a zatim i do vulkana na Havajima. Tim koji su predvodili Nils Messling i Matthias Willbold pronašao je kemijske tragove koji sugeriraju da granica između jezgre i plašta nije potpuno zatvorena, kao što se dugo vjerovalo.

Prije više od 4,5 milijardi godina, dok je Zemlja još bila rastaljena, najteži elementi poput zlata, platine i rutenija potonuli su prema središtu planeta. Taj proces, poznat kao diferencijacija jezgre i plašta, doveo je do toga da više od 99,999 posto ukupnih zaliha zlata ostane zarobljeno oko 3.000 kilometara ispod površine. Zbog toga je zlato u Zemljinoj kori relativno rijetko, ne zato što ga nema, već zato što je gotovo sve završilo u jezgri.

Ne zlato, već njegov kemijski trag

Istraživači nisu pronašli zlato u lavi s Havaja. Umjesto toga, analizirali su bazalte prikupljene na ovom otočju, uključujući uzorke iz aktivnog jezera lave vulkana Kilauea, te u njima otkrili neobičan izotopni potpis metala rutenija, točnije izotopa rutenija-100.

Ranija istraživanja pokazala su da jezgra i plašt imaju različite izotopne omjere ovog elementa. Tijekom kasne faze formiranja Zemlje novi je materijal promijenio sastav plašta, ali nije stigao do jezgre, pa su znanstvenici dobili svojevrsni kemijski „otisak prsta“ koji omogućuje razlikovanje materijala iz ta dva dijela planeta.

U havajskim stijenama pronađen je upravo takav potpis, zajedno s neobičnim vrijednostima izotopa volframa, još jednog elementa koji se povezuje s materijalom iz jezgre. Prema autorima rada, kombinacija ova dva pokazatelja predstavlja snažan dokaz da je dio materijala iz jezgre završio u stijenama koje hrane havajske vulkane.

Havaji nisu odabrani slučajno. Smatra se da vulkani na ovom području nastaju zahvaljujući dubokom stupu vrelog materijala koji se uzdiže gotovo izravno s granice između jezgre i plašta. Zbog toga su idealno mjesto za traženje ovakvih kemijskih tragova.

Kako materijal iz jezgre dospijeva do površine

Znanstvenici su razmatrali dva moguća objašnjenja.

Prvo podrazumijeva da se mala količina metala iz jezgre izravno miješa s materijalom u donjem dijelu plašta. Međutim, taj bi scenarij trebao dovesti i do povećanih koncentracija zlata i platine u vulkanskim stijenama, što nije zabilježeno.

Druga hipoteza mnogo bolje odgovara rezultatima. Kako se Zemljina jezgra vrlo sporo hladi, na njezinoj vanjskoj granici mogu nastati tanki slojevi metalnih oksida bogatih rutenijem i volframom, ali ne i zlatom ili platinom. Upravo bi materijal iz tih slojeva mogao dospjeti u uzlazne tokove plašta i na kraju završiti u lavi, ostavljajući prepoznatljiv kemijski potpis bez povećanja količine zlata.

Prema riječima Matthiasa Willbolda, rezultati pokazuju da Zemljina jezgra nije potpuno izolirana od ostatka planeta, kao što se ranije smatralo. Ipak, istraživači naglašavaju da je količina materijala koja stiže do površine iznimno mala te da havajski vulkani ne predstavljaju novo nalazište zlata.

Nils Messling opisao je ovaj proces kao vrlo sporo vraćanje davno zakopanog blaga, ali ističe da će tek buduća istraživanja pokazati odvija li se razmjena materijala između jezgre i plašta tijekom čitave povijesti Zemlje ili je riječ o pojavi karakterističnoj za sadašnje geološko doba.

Sljedeći korak bit će istraživanje drugih područja na Zemlji za koja se vjeruje da ih hrane duboki stupovi vrelog materijala iz plašta, poput područja istočne Afrike. Ako se isti kemijski trag pronađe i ondje, to bi moglo potvrditi da razmjena materijala između jezgre i plašta nije iznimka vezana uz Havaje, već jedan od temeljnih procesa koji tijekom milijardi godina oblikuju unutrašnjost našeg planeta.