Βαθιά κάτω από τα νησιωτικά τόξα, νέα έρευνα υποδηλώνει ότι ο εμπλουτισμός με χρυσό προέρχεται από επαναλαμβανόμενη, υψηλού βαθμού τήξη ενός ένυδρου μανδύα και όχι από μία μόνο διαδικασία.
Βαθιά κρυμμένος χρυσός
Πολύ κάτω από τον πυθμένα του ωκεανού, λειτουργεί η «χρυσή κουζίνα» της Γης. Τα ηφαιστειακά νησιωτικά τόξα σχηματίζονται πάνω από ζώνες υποβύθισης, όπου μια ωκεάνια πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη, και αυτές οι περιοχές είναι συχνά ασυνήθιστα πλούσιες σε χρυσό. Οι επιστήμονες συζητούν εδώ και καιρό γιατί.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Δρ. Christian Timm, θαλάσσιο γεωλόγο στο Κέντρο GEOMAR Helmholtz για την Ωκεάνια Έρευνα στο Κίελο, προσφέρει νέες απαντήσεις. «Η έρευνά μας δείχνει ότι η τήξη του ένυδρου μανδύα κάτω από τα νησιωτικά τόξα είναι ένας βασικός παράγοντας εμπλουτισμού με χρυσό», λέει ο Timm. «Σε αυτά τα περιβάλλοντα, ο μανδύας συμπεριφέρεται σαν ένα σύστημα τήξης πολλαπλών σταδίων που συγκεντρώνει προοδευτικά τον χρυσό».
Ενδείξεις από γυαλί στον πυθμένα της θάλασσας
Για να κατανοήσουν πώς συμπεριφέρονται ο χρυσός και άλλα ευγενή μέταλλα κατά την τήξη του μανδύα, οι ερευνητές εξέτασαν 66 δείγματα ηφαιστειακού γυαλιού που συλλέχθηκαν από τον πυθμένα κατά μήκος του νησιωτικού τόξου Kermadec και της κοντινής κοιλάδας Havre, βόρεια της Νέας Ζηλανδίας. Αυτά τα γυαλιά σχηματίζονται όταν η λάβα ψύχεται γρήγορα κάτω από το νερό, διατηρώντας την αρχική χημική σύνθεση του μάγματος.
Μερικά από τα πιο αποκαλυπτικά δείγματα ήταν «πρωτόγονα γυαλιά», τα οποία αντανακλούν το μάγμα πριν αλλάξει μέσω κρυστάλλωσης. «Όταν αναλύσαμε αυτά τα δείγματα, διαπιστώσαμε ότι οι συγκεντρώσεις χρυσού τους είναι συχνά αρκετές φορές υψηλότερες από εκείνες συγκρίσιμων μάγματος από μεσοωκεάνιες ράχες», λέει ο Timm. «Αυτό έθεσε το βασικό ερώτημα: ποιες διεργασίες είναι υπεύθυνες για αυτόν τον εμπλουτισμό;»
Η ομάδα μέτρησε χρυσό μαζί με άλλα χαλκοφιλικά («θείοφιλα») στοιχεία όπως το άργυρο, ο χαλκός, το σελήνιο και η πλατίνα. Επειδή αυτά τα στοιχεία συμπεριφέρονται παρόμοια κατά την τήξη, βοηθούν στην αποκάλυψη συνθηκών βαθιά μέσα στον μανδύα.
Διαβάζοντας τα Χημικά Σήματα του Μανδύα
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο μανδύας κάτω από το Τόξο Kermadec λιώνει παρουσία νερού σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες, πάνω από το υγρό σουλφίδιο. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα μάγματα εμφανίζουν αναλογίες αργύρου προς χαλκό παρόμοιες με αυτές που βρίσκονται στον μανδύα.
Ταυτόχρονα, οι ερευνητές ανίχνευσαν αρχικές συγκεντρώσεις χρυσού έως και έξι νανογραμμάρια ανά γραμμάριο βράχου. Οι αναλογίες χρυσού προς χαλκό είναι επίσης πολύ υψηλότερες από εκείνες στον εύφορο μανδύα και τους τυπικούς βασάλτες της μεσοωκεάνιας κορυφογραμμής.
Αυτά τα μοτίβα υποδηλώνουν ότι ο μανδύας είχε ήδη εξαντληθεί και αργότερα είχε λιώσει ξανά. Η επαναλαμβανόμενη, υψηλού βαθμού τήξη ενός ένυδρου και οξειδωμένου μανδύα φαίνεται να είναι η κύρια διαδικασία συγκέντρωσης χρυσού σε αυτά τα μάγματα.
Αν και αυτά τα επίπεδα είναι υψηλά από γεωλογικής άποψης, είναι πολύ χαμηλά για εξόρυξη. Οικονομικά χρήσιμες αποθέσεις θα απαιτούσαν συγκεντρώσεις αρκετές τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες.
Όταν ο Μανδύας λιώνει ξανά και ξανά
«Αρχικά υποθέσαμε ότι το νερό που απελευθερώνεται από τη ζώνη υποβύθισης ελέγχει άμεσα τον εμπλουτισμό του χρυσού», λέει ο Timm. «Ωστόσο, τα δεδομένα μας δείχνουν ότι το νερό διευκολύνει κυρίως την τήξη του μανδύα. Ο βασικός παράγοντας για τις υψηλές συγκεντρώσεις χρυσού είναι ο υψηλός - και εν μέρει επαναλαμβανόμενος - βαθμός τήξης».
Η χημική μορφή του χρυσού παίζει επίσης σημαντικό ρόλο. «Ο χρυσός στον μανδύα συνήθως συνδέεται με θειούχα ορυκτά», εξηγεί ο Timm. «Σε υψηλούς βαθμούς τήξης, αυτά τα ορυκτά διασπώνται, απελευθερώνοντας τον χρυσό τους πλήρως στο τήγμα».
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο εμπλουτισμός με χρυσό δεν είναι αποτέλεσμα ενός μόνο συμβάντος τήξης, αλλά πολλαπλών σταδίων», προσθέτει. «Μόνο η επαναλαμβανόμενη τήξη επιτρέπει στον χρυσό να συγκεντρωθεί έντονα στο μάγμα».
Το πρώτο βήμα στο ταξίδι του χρυσού
Αυτή η μελέτη ρίχνει νέο φως στο πώς σχηματίζονται κοιτάσματα πλούσια σε χρυσό σε ενδοωκεάνια νησιωτικά τόξα όπως το τόξο Kermadec. Δείχνει ότι η επαναλαμβανόμενη, υποβοηθούμενη από το νερό τήξη του μανδύα ελέγχει πόσος χρυσός εισέρχεται στα ανερχόμενα μάγματα.
Τα ευρήματα μετατοπίζουν την προσοχή βαθύτερα στο υπέδαφος, υπογραμμίζοντας ότι η χημική εξέλιξη του μανδύα παίζει σημαντικό ρόλο παράλληλα με τις επιφανειακές διεργασίες στη διαμόρφωση των κοιτασμάτων χρυσού.
Μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην εξήγηση γιατί τα υδροθερμικά θειούχα κοιτάσματα κατά μήκος υποθαλάσσιων νησιωτικών τόξων είναι συχνά πλούσια σε χρυσό. «Ο μηχανισμός που εντοπίζουμε θα μπορούσε να συμβάλει στην αυξημένη περιεκτικότητα σε χρυσό που παρατηρείται σε υδροθερμικά συστήματα σε ζώνες υποβύθισης», λέει ο Timm. «Ωστόσο, αυτή η σύνδεση πρέπει ακόμη να διερευνηθεί περαιτέρω».
«Εξετάζουμε ουσιαστικά το πρώτο βήμα στον κύκλο ζωής του χρυσού», καταλήγει ο Timm. «Ξεκινά με τη μεταφορά του χρυσού από τον μανδύα σε ένα τήγμα που τελικά σχηματίζει ηφαίστεια. Η αλχημεία ξεκινά πολύ πριν το μέταλλο φτάσει στην επιφάνεια».
www.worldenergynews.gr
