Ίχνη χρυσού διαρρέουν από τον πυρήνα της Γης;

Εικονογράφηση που δημιουργήθηκε από τεχνητή νοημοσύνη. Από: ZME Science/SORA.

Επιστήμονες ανακάλυψαν ίχνη χρυσού που διαρρέουν από τον πυρήνα της Γης.Ίχνη ρουθηνίου στη λάβα της Χαβάης αποκαλύπτουν διαρροή πυρήνα-μανδύα, την οποία υποπτευόμασταν εδώ και καιρό.

Όταν η Γη πήρε για πρώτη φορά μορφή πριν από περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, άφησε στην άκρη τα πιο πολύτιμα πλούτη της για την καρδιά της. Καθώς ο πλανήτης έλιωνε και χωριζόταν σε στρώματα, πυκνά μέταλλα όπως ο χρυσός, η πλατίνα και το ρουθήνιο βυθίζονταν μέσα στο ιξώδες αρχέγονο πέτρωμα, συγκεντρώνοντας τον νεοσύστατο πυρήνα. Σύμφωνα με τις περισσότερες εκτιμήσεις, περισσότερο από το 99,999% του χρυσού της Γης εξαφανίστηκε σε αυτή τη θαμμένη δεξαμενή - μακριά από την πρόσβαση, σφραγισμένη κάτω από 3.000 χιλιόμετρα στερεού και λιωμένου μανδύα.

Αλλά μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature προσφέρει μια εκπληκτική υπόνοια: μέρος αυτού του χρυσού μπορεί να διαρρέει ξανά.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν ανίχνευσαν ίχνη ρουθηνίου στη λάβα της Χαβάης, τα οποία φέρουν μια χαρακτηριστική ισοτοπική υπογραφή - που ταιριάζει με το χημικό αποτύπωμα υλικού που θα έπρεπε να υπάρχει μόνο στον πυρήνα της Γης.

«Όταν ήρθαν τα πρώτα αποτελέσματα, συνειδητοποιήσαμε ότι είχαμε κυριολεκτικά βρει χρυσό», δήλωσε ο Νιλς Μέσλινγκ, γεωχημικός στο Γκέτινγκεν και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Τα δεδομένα μας επιβεβαίωσαν ότι υλικό από τον πυρήνα, συμπεριλαμβανομένου του χρυσού και άλλων πολύτιμων μετάλλων, διαρρέει στον μανδύα της Γης από πάνω».

Το εύρημα αυτό προσθέτει βάρος σε μια υπόθεση που σιγοβράζει εδώ και καιρό στη γεωχημεία: ότι ο πυρήνας της Γης δεν είναι εντελώς αποκομμένος από τον υπόλοιπο πλανήτη. Αντίθετα, μπορεί να ανταλλάσσει υλικό με τον μανδύα από πάνω. Η ιδέα έχει επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατανοούν τα βάθη της Γης και ίσως στο πώς ο χρυσός και άλλα σπάνια στοιχεία κατέληξαν στον φλοιό που εξορύσσουμε σήμερα.

Το θησαυροφυλάκιο από κάτω

Για να κατανοήσουμε πώς κατέληξε εξαρχής ο χρυσός στον πυρήνα, πρέπει να γυρίσουμε πίσω τον πλανήτη. Στα πρώτα του βήματα, η Γη ήταν λιωμένη και χαοτική. Βαριά στοιχεία όπως ο χρυσός και το ρουθήνιο βυθίστηκαν προς το κέντρο, έλκονται από τη βαρύτητα σε έναν σχηματισμό μεταλλικού πυρήνα. Τα βραχώδη εξωτερικά στρώματα έμειναν σχεδόν απαλλαγμένα από αυτά τα πολύτιμα μέταλλα.

Αργότερα, μια αλληλουχία διαστημικών σκουπιδιών - θραύσματα μετεωριτών από τα υπολείμματα του Ηλιακού Συστήματος - έφερε μια μικρή αναπλήρωση στον φλοιό και τον μανδύα . Αυτοί οι μετεωρίτες έφεραν μια ελαφρώς διαφορετική ισοτοπική γεύση ρουθηνίου. Και αυτή είναι η ουσία που οι επιστήμονες μπορούν τώρα να χρησιμοποιήσουν για να εντοπίσουν την προέλευση των στοιχείων.

Αυτό είναι το στοιχείο που βρήκε η ομάδα του Messling. Το ρουθήνιο υπάρχει σε πολλαπλά ισότοπα. Ένα από αυτά, το 100 Ru, είναι ελαφρώς πιο άφθονο στα υλικά του πυρήνα παρά στον μανδύα. Η διαφορά είναι ανεπαίσθητη, αλλά με νέες τεχνικές καθαρισμού και επίπονη φασματομετρία μάζας, οι ερευνητές ανίχνευσαν μια σταθερή αύξηση 100 Ru στις λάβες της Χαβάης.

Αυτό δεν θα έπρεπε να συμβαίνει - εκτός αν κάτι από τον πυρήνα αναμειγνύεται με το λιωμένο πέτρωμα που ανεβαίνει από τα βάθη της Γης.

«Οι βασάλτες από τη Χαβάη έχουν υψηλότερο 100 Ru από τον ατμοσφαιρικό μανδύα», έγραψαν οι ερευνητές. Σε συνδυασμό με τις ανώμαλες τιμές ισοτόπων βολφραμίου - ένας άλλος πιθανός δείκτης ανταλλαγής πυρήνα-μανδύα - αυτό «είναι διαγνωστικό μιας συμβολής πυρήνα στις πηγές του μανδύα τους».

Τα εν λόγω πετρώματα αναδύθηκαν από τα μανδυακά λοφία - στήλες θερμών, πλωτών πετρωμάτων που ανεβαίνουν από το βαθύ εσωτερικό. Το χαβανέζικο λοφίο, το οποίο δημιούργησε την αλυσίδα των νησιών για δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, μπορεί να προέρχεται από τα όρια μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα.

Αυτό το όριο, που κάποτε θεωρούνταν αδιαπέραστο, μπορεί τελικά να μην είναι και τόσο ασφαλές.

Η διαδρομή διαφυγής του χρυσού από την πίσω πόρτα

Ηφαίστεια όπως αυτά στη Χαβάη εκρήγνυνται από λάβα που προέρχεται από την τήξη τους σε βάθος μέσα στον μανδύα. Αυτή η λάβα φέρει μαζί της χημικές υπογραφές από την πηγή του μανδύα - και περιστασιακά, όπως αποδεικνύεται, από ακόμη βαθύτερα.

«Ο πυρήνας της Γης δεν είναι τόσο απομονωμένος όσο υποθέταμε προηγουμένως», δήλωσε ο Matthias Willbold, συν-συγγραφέας της μελέτης. «Μπορούμε τώρα επίσης να αποδείξουμε ότι τεράστιοι όγκοι υπερθερμασμένου υλικού του μανδύα - αρκετές εκατοντάδες τετραπλάσιοι μετρικοί τόνοι βράχου - προέρχονται από τα όρια πυρήνα-μανδύα και ανεβαίνουν στην επιφάνεια της Γης για να σχηματίσουν ωκεάνια νησιά όπως η Χαβάη».

Αλλά πώς κάνει το βασικό υλικό το άλμα;

Οι ερευνητές προτείνουν δύο σενάρια. Το ένα περιλαμβάνει την άμεση ανάμειξη του μετάλλου του πυρήνα στη βάση του μανδύα. Σε αυτό το μοντέλο, οι ανωμαλίες του ρουθηνίου και του βολφραμίου θα οφείλονταν μόνο στο 0,25% του αρχικού υλικού που προέρχεται από τον πυρήνα. Αλλά αυτή η προσέγγιση δημιουργεί ένα πρόβλημα. Θα πρέπει επίσης να προκαλέσει αισθητές αυξήσεις σε άλλα μέταλλα, τα οποία δεν παρατηρούνται στα πετρώματα.

Έτσι, εξερεύνησαν ένα δεύτερο μοντέλο, ένα πιο διακριτικό.

Καθώς ο πυρήνας της Γης ψύχεται αργά με την πάροδο του γεωλογικού χρόνου, μπορεί να κρυσταλλώσει λεπτά στρώματα μεταλλικών οξειδίων. Αυτά θα ήταν εμπλουτισμένα σε ορισμένα στοιχεία όπως το βολφράμιο και το ρουθήνιο, αλλά θα εξαντλούνταν σε άλλα. Αυτά τα οξείδια θα μπορούσαν να σχηματίσουν ένα ξεχωριστό χημικό στρώμα στην κορυφή του πυρήνα και μέρος αυτού του υλικού θα μπορούσε να αναμειχθεί με το ανερχόμενο νέφος του μανδύα.

Αυτό το μοντέλο εξηγεί επίσης γιατί τα εξαιρετικά σιδηρόφιλα στοιχεία όπως ο χρυσός και η πλατίνα - αν και θεωρητικά υπάρχουν - δεν βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στα ηφαιστειακά πετρώματα. Τα επίπεδά τους μπορεί απλώς να είναι πολύ χαμηλά για να ανιχνευθούν. Ή μπορεί να έχουν διαχωριστεί σε δυσπρόσιτες φάσεις κατά την τήξη.

Ωστόσο, η παρουσία έστω και ενός ίχνους ρουθηνίου από τον πυρήνα υποδηλώνει μια ευρύτερη αλήθεια: Το βαθύτερο εσωτερικό της Γης μπορεί αργά, σχεδόν ανεπαίσθητα, να τροφοδοτεί με υλικό την επιφάνεια.

Για πόσο χρυσό μιλάμε;

Αυτό που αναδύεται δεν είναι καθαρός χρυσός ή ακατέργαστο μέταλλο πυρήνα. Είναι ένα γεωχημικό μείγμα - πέτρωμα μανδύα που έχει συνδυαστεί με μια μικρή ποσότητα ρουθηνίου και βολφραμίου που προέρχονται από τον πυρήνα. Αλλά αυτό είναι αρκετό για να αποκαλύψει ότι μερικά από τα πιο περιζήτητα μέταλλα της Γης μπορεί να μην είναι τόσο απρόσιτα όσο υποθέσαμε.

Ας είμαστε σαφείς: Δεν πρόκειται για ένα σχέδιο γρήγορου πλουτισμού. Κανείς δεν κάνει γεωτρήσεις στα ηφαίστεια της Χαβάης για να εξορύξει τον λιωμένο χρυσό τους. Οι ποσότητες που φτάνουν στην επιφάνεια είναι ελάχιστες.

Παρόλα αυτά, οι επιπτώσεις είναι τεράστιες.

Ο χρυσός είναι ένα από τα πολλά «εξαιρετικά σιδηρόφιλα στοιχεία». Στα πλανητικά σώματα , αυτά τα στοιχεία συνδέονται άμεσα με τον σίδηρο και τείνουν να εξαφανίζονται σε πυρήνες πλούσιους σε μέταλλα. Το γεγονός ότι ακόμη και μια μικρή ποσότητα επανεμφανίζεται σε ηφαιστειακά πετρώματα υποδηλώνει ότι τα βάθη της Γης είναι πιο χημικά συνδεδεμένα από ό,τι φαίνεται.

Αν έστω και ένα κομμάτι από τα πολύτιμα μέταλλα του πυρήνα ανεβαίνει προς τα πάνω, αυτό αμφισβητεί μια μακροχρόνια ιδέα ότι τα εσωτερικά στρώματα της Γης είναι χημικά απομονωμένα το ένα από το άλλο.

«Μιλάμε για μια συνεχή, συνεχιζόμενη διαδικασία ανταλλαγής», είπε ο Μέσλινγκ. «Είναι σαν η Γη να ξαναδίνει πολύ αργά τον θαμμένο θησαυρό της».

Συνδυάζοντας δεδομένα ισοτόπων με συγκρίσεις μετεωριτών και μοντελοποιώντας το ιστορικό συσσώρευσης της Γης, η μελέτη καταδεικνύει το ισχυρότερο μέχρι σήμερα επιχείρημα ότι ο πυρήνας του πλανήτη - η πιο μυστική, απρόσιτη περιοχή του - δεν είναι ερμητικά σφραγισμένος. Διαρρέει.

Όχι γρήγορα. Όχι πολύ. Αλλά αρκετά.

«Το αν αυτές οι διαδικασίες που παρατηρούμε σήμερα έχουν λειτουργήσει και στο παρελθόν μένει να αποδειχθεί», δήλωσε ο Messling. «Τα ευρήματά μας ανοίγουν μια εντελώς νέα προοπτική στην εξέλιξη της εσωτερικής δυναμικής του πλανήτη μας».

Και ίσως, απλώς ίσως, βοηθούν στην απάντηση ενός πανάρχαιου ερωτήματος: Από πού προήλθε πραγματικά ο χρυσός της Γης;

Δεν έπεσε απλώς από το διάστημα. Ένα μέρος του, όπως φαίνεται, σκαρφαλώνει από τα βάθη.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα zmescience

https://www.zmescience.com/science/news-science/scientists-found-traces-of-gold-leaking-from-earths-core/