Процеси, які підіймають золото на поверхню з глибин мантії Землі, залежать від сірки, яка утворює бульбашки під діючими вулканами. Два нових дослідження підтверджують те, що деякі форми сірки утворюють молекулярні зв'язки із золотом, яке в іншому випадку залишалося б секвестрованим у мантії, дозволяючи дорогоцінному елементу підійматися на поверхню, пише science alert.
За результатами чисельного моделювання та експериментів, які провела група геологів на чолі з Ден-Ян Хе з Китайського університету наук про Землю, головною у цьому процесі є трисірчана сірка. Водночас згідно з експериментами, які провели Стефан Фарсанг та Золтан Заяч з Женевського університету, ключову роль відіграє бісульфід.
"Обидва набори результатів цікаві і заслуговують на увагу, адже розуміння того, як формуються поклади золота, може допомогти нам максимально ефективно використовувати цей прекрасний, цінний і корисний ресурс", - підкреслили у виданні.
Вчені нагадали, що зазвичай родовища золота пов'язані з вулканічною активністю в тих місцях, де зустрічаються тектонічні плити. Тобто край однієї плити може прослизнути під сусідню плиту, утворюючи так звану зону субдукції.
"Взаємодія між двома плитами створює регіон, пронизаний землетрусами і вулканами, такими як довгий ланцюг вулканів, відомий як Тихоокеанське вогняне кільце", - додали у матеріалі.
В цих родовищах золото зароджується глибоко під поверхнею Землі, а саме в мантії. Щільний метал так і залишався б в мантії, проте він потрапляє у магму, яка підіймається за допомогою вулканічної активності на поверхню, де і відкладається.
На переконання вчених, головним фактором у його транспортуванні є сірка, яка міцно зв'язується з важкими металами, серед яких золото. Проте яку саме форму приймає сірка, аби транспортувати золото через субдукцію Землі, є темою обговорень серед дослідників про Землю.
Зокрема Денг-Янг та його колеги експериментували з різними тисками і температурами, аби створити термодинамічну модель, яка могла б передбачити справжні умови, що призводять до перенесення золота. Таким чином вони зрозуміли, що при певних температурах і тисках, коли вода нагрівається і окислюється в міру занурення земної кори, золото і трисульфід з'єднуються, утворюючи розчинний комплекс з формулою Au(HS)S3-.
"Термодинамічна модель, яку ми зараз опублікували, є першою, яка виявила наявність комплексу золота з трисіркою, про існування якого ми раніше не знали в цих умовах. Це дає найбільш правдоподібне пояснення дуже високих концентрацій золота в деяких мінеральних системах в умовах субдукційних зон", - пояснив геолог Адам Саймон з Мічиганського університету.
Проте такий спосіб транспортування золота може бути не єдиним. У своєму експерименті Фарсанг і Заяч знайшли спосіб змінити стан окислення сірки, додавши її в умови тиску і температури 875 градусів за Цельсієм, що відповідає температурі природних магм.
Попередні дослідження, серед яких і стаття 2011 року, показали, що за перенесення відповідає трисірчана сірка. Однак вже нові результати показали, що бісульфід, сірководень та діоксид сірки були значно присутні при магматичних температурах.
"Ретельно підбираючи довжину хвилі лазера, ми також показали, що в попередніх дослідженнях кількість радикалів сірки в геологічних флюїдах була сильно переоцінена, і що результати дослідження 2011 року насправді базувалися на артефакті вимірювань, що поклало край цій дискусії", - підкреслив Фарсанг.
Інші новини про науку
Раніше біолог розповів про найсмертоносніший вулкан на Землі. За його словами, виверження цього вулкана сильно вплинуло на погодні умови в Європі.
Також вчені пояснили, звідки беруться загадкові дірки в небі. Відомо, що вони виникають, коли літаки розсікають певні типи хмар середнього рівня.
