Όσμιο και Ρήνιο-Δύο σπάνια μέταλλα από τα έγκατα της Γης

Ο χώρος από τη Σάμο ως την Κω το περίφημο «πλατώ Κω-Σάμου» αποτελείται από ηφαιστειακά υλικά. Το ανατολικό μέρος της Κω συμμετείχε σε αυτή την ηφαιστειακή δραστηριότητα που ήταν ιδιαίτερα έντονη πριν από 11 εκατομμύρια χρόνια. Κληρονομιά αυτής της δράσης είναι τα σπουδαία ορυκτά και μεταλλεύματα που συναντάμε σήμερα στην περιοχή μας. Από αυτά είναι πολύ πιθανό να υπάρχει ένα ορυκτό για το οποίο ήδη σας έχω μιλήσει σε προηγούμενες αναφορές μου. Το Όσμιο είναι ένα σπάνιο στοιχείο το οποίο συνήθως πολλές φορές συναντάται με το Ρήνιο ένα άλλο εξίσου σπάνιο στοιχείο.Το τετροξείδιο του Οσμίου μυρίζει τόσο άσχημα ώστε το στοιχείο του πήρε το όνομά του από την ελληνική λέξη οσμή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημικές εφαρμογές, σε φωτογραφικές διαφάνειες μικροσκοπίων και για να ανιχνεύσει τα δακτυλικά αποτυπώματα. Επιπλέον χρησιμοποιείται για να προσθέσει τη σκληρότητα στα κράματα και για στις άκρες γραφίδων, στους άξονες οργάνων, και στις ηλεκτρικές επαφές.

Μέχρι τη δεκαετία του 1990, τα μέσα που διαθέταμε δεν μπορούσαν να μετρήσουν αυτά τα στοιχεία. Τώρα έχουμε την δυνατότητα να τα μετρήσουμε σε εύρος ανά τρισεκατομμύριο, και είμαστε σε θέση να  διαπιστώσουμε ότι το Ρήνιο και το Όσμιο είναι μια μοναδική ομάδα. Στην πραγματικότητα, τα στοιχεία αυτά είναι σπάνια μόνο στην επιφάνεια της Γης. Το  Ρήνιο και Όσμιο αποτελούν μέρος της ομάδας του Λευκόχρυσου, και όπως τα υπόλοιπα στοιχεία αυτής της ομάδας είναι πολύ σιδηρόφιλα δηλαδή αγαπούν τον σίδηρο. Το Όσμιο είναι το πυκνότερο στοιχείο όλων αυτών (22,57 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό).

Όταν η Γη σχηματιζόταν, διαλύονταν στο λιωμένο σίδηρο, μαζί με το κοβάλτιο, το νικέλιο, το φώσφορο, και πολλά άλλα στοιχεία. Σήμερα, σχεδόν όλο το Ρήνιο και Όσμιο του πλανήτη βρίσκεται στο σιδερένιο πυρήνα του, αφήνοντας στον πυριτικό μανδύα μόνο κάτι  λιγότερο από ένα μέρος ανά δισεκατομμύριο.

Το Ρήνιο, που εμφανίζεται σε περίπου 200 μέρη στο τρισεκατομμύριο έξω από τον πυρήνα, παρουσιάζεται  σε δύο ισότοπα, ατομικού βάρους 185 και 187. Το Ρήνιο-187 είναι πολύ ελαφρά ραδιενεργό, και μετατρέπεται σε Όσμιο-187 με χρόνο ημι-ζωής 42,3 δισεκατομμύρια χρόνια. (Αυτό συμβαίνει όταν ένα νετρόνιο διασπάται σε ένα πρωτόνιο, αφήνοντας το ατομικό βάρος αμετάβλητο.) Ως εκ τούτου το Όσμιο πολύ αργά συλλέγει περισσότερο το ισότοπο 187.

Με το αργό ραδιενεργό "ρολόι" του και την ακραία σπανιότητα του, το Ρήνιο φαίνεται σαν ένα στοιχείο πολύ δύσκολο για μελέτη. Όμως το Ρήνιο και Όσμιο, σχεδόν δίδυμα στο περιοδικό πίνακα, συμπεριφέρονται διαφορετικά όταν τα πετρώματα λιώνουν και ξανα-κρυσταλλοποιούνται. Αν δεν υπάρχει σίδηρος γύρω, τότε το Όσμιο δεν έχει καμία προτίμηση από το να λιώσει ή να παραμείνει ένα στερεό ορυκτό, αλλά αντιθέτως το Ρήνιο υποστηρίζει ένθερμα την τήξη. Στην γλώσσα των γεωχημικών, το Όσμιο είναι ένα συμβατό στοιχείο, ενώ το Ρήνιο είναι έντονα ασυμβίβαστο. Ως εκ τούτου, ένα πέτρωμα στον μανδύα που υφίσταται κάθε βαθμό τήξης σταματά το ρολόι του Ρήνιου- Όσμιου. Με την πάροδο του χρόνου το λιωμένο υλικό, μέσω της ηφαιστειακής δραστηριότητας, μεταφέρει το Ρήνιο από το μανδύα στην κρούστα και τις ηπείρους, και εκεί θα αποτελέσει το ασυμβίβαστο κατακάθι δισεκατομμυρίων χρόνων δραστηριότητας του μανδύα.

Το επιπλέον Ρήνιο όταν εισέρχεται στην κρούστα αλλάζει την φαινομενική ημερομηνία στο ρολόι «Ρήνιο-Όσμιο» του πετρώματος του φλοιού. Αν προσπαθούσαμε να χρησιμοποιήσουμε το ρολόι «Ρήνιο-Όσμιο», ως μέθοδο χρονολόγησης, αυτές οι διαφορές θα δημιουργούσαν πρόβλημα στα δεδομένα. Αλλά επειδή μπορούμε να δούμε ήδη την ηλικία των πετρωμάτων με άλλα μέσα, μπορούμε να μετατρέψουμε το πρόβλημα σε ένα σήμα που περιέχει πληροφορίες σχετικά με αλλαγές που σχετίζονται με την τήξη στον μανδύα και φλοιό.

Έτσι, μια προσεκτική μελέτη στο Ρήνιο και Όσμιο μπορεί να ρίξει φως σε κάποια βαθιά προβλήματα γεωλογικά. Για ένα πράγμα, υπάρχουν περισσότερα από αυτά τα μέταλλα στον φλοιό και τον ανώτερο μανδύα από ότι θα πρέπει να υπάρχει. Ο λόγος είναι ότι μετά την δημιουργία του πυρήνα 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, περισσότερος σίδηρος έτρεχε πάνω στη Γη εξαιτίας του αργού βομβαρδισμού των αστεροειδών. Έτσι, στην πραγματικότητα, η Γη κατά την διάρκεια της ψύξης πήρε Ρήνιο και Όσμιο στον φλοιό και τον ανώτερο μανδύα. Μέσα από τις μελέτες ισοτόπων Οσμίου μπορούμε να εξετάσουμε πώς αυτό το πάγωμα έγινε και πως έχει αναμειχθεί με το υπόλοιπο του μανδύα. Μπορούμε επίσης να δούμε τα σημάδια της ανάμειξης του φτωχού σε Όσμιο χαμηλότερου μανδύα και με το πλούσιο Όσμιο του πυρήνα. Αυτή είναι μια απλοποιημένη εικόνα, φυσικά.

Ωστόσο το Όσμιο μπορεί να προέλθει και από τους μετεωρίτες. Πως γίνεται αυτό; Όσον οι μετεωρίτες συνεχίζουν να πέφτουν κάτω στη Γη, προσθέτουν Όσμιο στα ιζήματα. Όμως το Όσμιο του μετεωρίτη παρουσιάζει  ισότοπα του είναι διαφορετικά από εκείνα  της Γης.

Ο Karl Turekian είναι ένα από τους επιστήμονες που χρησιμοποιεί το Όσμιο για να μελετήσει τη συνεχή ροή της σκόνης από το διάστημα πάνω στη Γη. Οι μεγαλύτερες ποσότητες Οσμίου στα ιζήματα του πυθμένα των ωκεανών συχνά δείχνουν προέλευση από πρόσκρουση αστεροειδών, δίνοντας στους ερευνητές μια νέα τεχνική για να εκτιμήσουν πόσο μεγάλη ήταν η πρόσκρουση.

Σήμερα το Όσμιο και το Ρήνιο μπορούν να βρεθούν σε πολύ λίγα μέρη του πλανήτη. Το Όσμιο συναντάται συνήθως σε άμμους, όπως εκείνοι που βρίσκονται στην Αμερική και τα Ουράλια. Το Ρήνιο περιέχεται στα σουλφίδια του ηφαίστειου Kudriavy, στα Kurile νησιά στην Ανατολική Ρωσία.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το About.com

Φωτογραφίες

1.Όσμιο είναι ένα εξαιρετικά πυκνό λαμπερό μπλε-λευκό μέταλλο. Είναι εύθραυστο, ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.

2.Αυτή είναι μια φωτογραφία από ένα καθαρό κρύσταλλο από Όσμιο. Το κρυστάλλινο Όσμιο παρήχθη με χημική αντίδραση με μεταφορά φυσικού χλωρίου αερίου.

3.Αυτό είναι ένα 1 γραμμάριο του Οσμίου. Το Όσμιο είναι εξαιρετικά πυκνό, περίπου δύο φορές πιο βαρύς από ότι ο μόλυβδος.