Οι περισσότεροι από εμάς έχουμε δει χρυσό σε μια βέρα, ένα νόμισμα ή στις μικροσκοπικές υποδοχές μέσα σε ένα τηλέφωνο, αλλά λίγοι άνθρωποι σταματούν να ρωτήσουν πώς αυτό το μέταλλο έφτασε ποτέ στην επιφάνεια. Πώς λοιπόν έφτασε εκεί εξαρχής; Βαθιά μέσα στον πλανήτη μας, ο χρυσός είναι πολύ πιο συνηθισμένος από ό,τι στα βράχια που σκάβουν οι ανθρακωρύχοι, κάτι που προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες.
Ο χρυσός είναι κοινός στη Γη, αλλά σπάνιος εκεί που μπορούμε να τον φτάσουμε
Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής τον Deng-Yang He στο Κινεζικό Πανεπιστήμιο Γεωεπιστημών στο Πεκίνο, σε συνεργασία με τον Adam Simon στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και συναδέλφους στην Ελβετία, την Αυστραλία και τη Γαλλία, πιστεύει τώρα ότι έχει μια απάντηση. Η νέα τους μελέτη υποδεικνύει έναν ειδικό συνδυασμό χρυσού-θείου που σχηματίζεται πολύ κάτω από τα ηφαίστεια και μετατρέπει το κρυμμένο μέταλλο σε πλούσια κοιτάσματα που μπορούν να εξορύξουν οι εταιρείες.
Ο χρυσός είναι εκπληκτικά άφθονος αν σκεφτεί κανείς το σύνολο της Γης, ωστόσο το μεγαλύτερο μέρος του είναι κλειδωμένο στον βαθύ μανδύα. Κοντά στην επιφάνεια, εμφανίζεται σε στενές φλέβες και διάσπαρτες συστάδες που οι μεταλλωρύχοι κυνηγούν από τη μία οροσειρά στην άλλη.
Ο μανδύας είναι το παχύ βραχώδες στρώμα κάτω από τον φλοιό, θερμότερο από οποιονδήποτε οικιακό φούρνο, αλλά παραμένει ως επί το πλείστον συμπαγές. Σε ορισμένα σημεία, μέρος αυτού του μανδύα λιώνει σε μάγμα και μεταφέρει κομμάτια μετάλλου προς τα πάνω, και για χρόνια οι γεωλόγοι διαφωνούσαν για το πώς αρκετός χρυσός θα μπορούσε να βρεθεί σε αυτό το λιωμένο πέτρωμα για να δημιουργήσει ένα χρήσιμο κοίτασμα.
Ένα σύμπλεγμα χρυσού-θείου γίνεται μια γρήγορη διαδρομή προς την επιφάνεια
Η νέα έρευνα επικεντρώνεται σε πετρώματα μανδύα περίπου 50 έως 80 χιλιόμετρα κάτω από τα ενεργά ηφαίστεια, όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι ακραίες και κάποια πετρώματα έχουν λιώσει σε μάγμα. Ο καθαρός χρυσός δεν αντιδρά πολύ σε αυτό το περιβάλλον, ωστόσο όταν υγρά πλούσια σε θείο φτάνουν από την βυθιζόμενη τεκτονική πλάκα, το μέταλλο συνδέεται με τρία ιόντα θείου για να σχηματίσει ένα κινητό σύμπλεγμα χρυσού-τριθείου που διαλύεται εύκολα στο τήγμα.
Για να δοκιμάσει αυτήν την ιδέα, η ομάδα δημιούργησε τεχνητό μάγμα στο εργαστήριο και έλεγξε προσεκτικά τη θερμοκρασία και την πίεση, και στη συνέχεια χρησιμοποίησε αυτά τα αποτελέσματα για να κατασκευάσει ένα αριθμητικό θερμοδυναμικό μοντέλο σε έναν υπολογιστή.
Προηγούμενη εργασία είχε υπονοήσει ότι οι ρίζες θείου βοηθούν στη μετακίνηση του χρυσού σε θερμά ρευστά πιο κοντά στην επιφάνεια, και μια μελέτη του 2015 έδειξε ότι ορισμένα ιόντα θείου μπορούν να μεταφέρουν υψηλές ποσότητες χρυσού σε διάλυμα, επομένως αυτό το νέο μοντέλο ωθεί αυτή τη χημεία βαθύτερα και τη συνδέει με γιγάντια κοιτάσματα.
Ζώνες καταβύθισης και ο Δακτύλιος της Φωτιάς ως αγωγός χρυσού της Γης
Το βασικό περιβάλλον για αυτή τη διαδικασία είναι μια ζώνη καταβύθισης, το μέρος όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται αργά κάτω από μια άλλη και βυθίζεται πίσω στον μανδύα. Καθώς η κατερχόμενη πλάκα θερμαίνεται, απελευθερώνει νερό και υγρά πλούσια σε θείο στην υπερκείμενη σφήνα του μανδύα, αλλάζοντας τη χημεία και διευκολύνοντας τον χρυσό να σχηματίσει το κινητό τριθειώδες σύμπλεγμα.
Γύρω από τον Ειρηνικό Ωκεανό, αυτές οι ζώνες δημιουργούν τον Δακτύλιο της Φωτιάς, μια αλυσίδα ηφαιστείων που διατρέχει περιοχές όπως η Νέα Ζηλανδία, η Ινδονησία, η Ιαπωνία, η Αλάσκα και ο Βορειοδυτικός Ειρηνικός. Καθώς το μάγμα φορτωμένο με χρυσό ανεβαίνει κάτω από αυτά τα τόξα, ψύχεται, απελευθερώνει αέριο και οδηγεί θερμά υδροθερμικά ρευστά μέσα από ρωγμές στον φλοιό, οι οποίες ρίχνουν τον χρυσό τους σε φλέβες και συστάδες που συγκεντρώνουν το μέταλλο πολύ πάνω από το αρχικό του επίπεδο στον μανδύα.
Γιατί αυτό το μοντέλο έχει σημασία για τη μελλοντική εξερεύνηση χρυσού
Το νέο θερμοδυναμικό μοντέλο δείχνει ότι μόνο ορισμένοι συνδυασμοί θείου, νερού και οξείδωσης σε έναν μανδύα ζώνης υποβύθισης θα παράγουν ιδιαίτερα πλούσια σε χρυσό μάγματα. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι δεν είναι κάθε ηφαίστειο τόξου ένα καλό στοίχημα για μεγάλα κοιτάσματα, ακόμα κι αν φαίνεται εντυπωσιακό στον ορίζοντα.
Συγκρίνοντας το μοντέλο τους με δεδομένα πραγματικού κόσμου από γνωστές περιοχές μεταλλευμάτων, οι ερευνητές μπορούν να αρχίσουν να επισημαίνουν ποιες περιοχές έχουν τις κατάλληλες συνθήκες βάθους και ποιες όχι.
Για τους ανθρώπους που βρίσκονται μακριά από το εργαστήριο ή το ορυχείο, η ανταμοιβή είναι εύκολο να φανταστεί κανείς, επειδή ο χρυσός σε ένα δαχτυλίδι, ένα κολιέ ή μια πλακέτα κυκλώματος μπορεί να ξεκίνησε το ταξίδι του σε ένα σκοτεινό κομμάτι του μανδύα κάτω από ένα θορυβώδες ηφαιστειακό τόξο, που μεταφέρεται προς τα πάνω από μια αόρατη συνεργασία μεταξύ χρυσού και θείου.
www.worldenergynews.gr
