Így került az arany bolygónk felszíne közelébe

A Yale Egyetem számolt be arról a kutatásról, amelyben a Délnyugati Kutatóintézettel (SwRI) közösen, a PNAS folyóiratban mutatták be modellszámítások alapján, hogyan került bolygónk felszínéhez viszonylag közel az arany és más rokon fémek csoportja.

A történet a bolygónk ifjú korában lezajlott drámai ütközésekkel kezdődött, majd a Föld köpenyének félig megolvadt régiójában folytatódott, végül a nemesfémek földfelszínhez meglepően közeli nyughelyével végződött. Az arany, a platina és még néhány rokon fém az erősen sziderofil elemek közé tartozik, ez a kifejezés annyit tesz, hogy vonzódik a vashoz, jellemzően az ilyen fémek egy égitest magjában gyűlnek össze. Pusztán e tulajdonsága alapján az aranynak és rokonainak is szinte kizárólag a vasból álló földmagba kellett volna kerülniük, az ütközések miatt azonban nem így történt.

E nemesfémek akkor érkeztek ide, amikor az ős-Föld évmilliárdokkal ezelőtt kisebb égitestekkel (ez akár a Holdunk méretét is elérhette), bolygócsírákkal ütközött. Az ütközések során itt hagyott anyagok lassanként elkeveredtek bolygónk eredeti anyagával – azonban az elkeveredés módja volt az, amelynek köszönhetően ma vannak aranybányáink.

A kutatók elmélete egy vékony, átmeneti földköpeny-régión nyugszik, ahol a köpeny sekélyebb része megolvad, a mélyebb része viszont szilárd marad. A kutatók úgy találták, hogy e régió különleges dinamikai tulajdonságokkal rendelkezik, amelynek következtében csapdába esnek a köpenybe kerülő fémek, s nem jutnak le a magba. A köpeny konvektív áramlatai aztán elkeverik, részben a felszín közelébe is hozzák őket. E folyamat nélkül a bolygónkon ma található arany, platina, ozmium, irídium, és más sziderofil elemek már rég a földmagban, vagy annak közvetlen közelében lennének. Azzal viszont, hogy a köpenyben maradtak, lehetőség nyílik arra, hogy például a vulkáni tevékenység révén még közelebb kerülhessenek hozzánk.

Az elmélet szerint a keveredés még most is zajlik, ennek jelei azok a zónák, a földköpeny mélyén, amelyeket ma a földrengések hullámainak sebessége alapján tudunk jól elkülöníteni. Ezek, az úgynevezett nagy kiterjedésű, alacsony nyíróhullám-sebességű zónák (LLSPV – a fenti videóban pirossal) a nagy becsapódások, ütközések velejáróiként jönnek létre a kutatók szerint, ez pedig alapvetően az elmélet melletti érvnek számít.
A legérdekesebbnek azt találták a szakemberek, hogy ezek a földköpeny átmeneti zónájában lezajló dinamikai folyamatok maguk igen gyorsak, hatásukkal mégis évmilliárdokra meghatározzák bolygónk fejlődését és geokémiai összetételét.