Nowe odkrycie naukowe rzuca światło na jeden z najważniejszych procesów geologicznych, które odpowiadają za powstawanie złóż złota na powierzchni Ziemi. Międzynarodowy zespół badawczy opracował przełomowy model termodynamiczny, który wyjaśnia, w jaki sposób złoto przemieszcza się z głębokich warstw płaszcza Ziemi na jej powierzchnię dzięki działalności wulkanicznej. Odkrycie to rozwiązuje wieloletnią zagadkę dotyczącą genezy bogatych złóż złota w regionach aktywnych geologicznie, takich jak legendarny Pacyficzny Pierścień Ognia.
Nowe spojrzenie na transport złota w złożach wulkanicznych
Zespół badaczy zidentyfikował kluczowy kompleks chemiczny – kompleks złoto-trisiarczkowy, który pozwala wyjaśnić, jak złoto przechodzi w łatwo transportowalną formę w ekstremalnych warunkach głęboko pod powierzchnią Ziemi. Współautor badania, profesor Adam Simon z University of Michigan, podkreśla znaczenie tego odkrycia: „To pierwszy model termodynamiczny, który ujawnia obecność kompleksu złoto-trisiarczkowego w tak specyficznych warunkach. Teraz możemy lepiej zrozumieć, dlaczego niektóre złoża złota w systemach subdukcji są tak wyjątkowo bogate.”
Wulkaniczna aktywność w strefach subdukcji – czyli obszarach, gdzie płyty oceaniczne zanurzają się pod płyty kontynentalne – odgrywa kluczową rolę w tym procesie. To właśnie dzięki tej geologicznej dynamice dochodzi do powstawania płynnej magmy, która transportuje złoto z głębin płaszcza na powierzchnię. Odkrycie pokazuje, że na głębokości od 50 do 80 kilometrów, w specyficznych warunkach ciśnienia i temperatury, złoto reaguje z trisiarczkami, tworząc mobilny kompleks chemiczny.
Subdukcja i złoto – wulkany jako bramy do skarbów Ziemi
Profesor Simon wyjaśnia, że bogate złoża złota można znaleźć wzdłuż aktywnych obszarów wulkanicznych Pacyficznego Pierścienia Ognia, który obejmuje rejony takie jak Nowa Zelandia, Indonezja, Filipiny, Japonia, Rosja, Alaska, zachodnia Ameryka Północna czy Chile. Wszystkie te obszary mają wspólną cechę: są położone nad strefami subdukcji. Procesy wulkaniczne, które prowadzą do potężnych erupcji, są równocześnie odpowiedzialne za tworzenie złóż złota.
Nowy model opracowany przez naukowców pokazuje, że płyny zawierające jony trisiarczkowe, które wyciekają z subdukujących się płyt tektonicznych, wchodzą w interakcję z gorącymi skałami płaszcza. Pod określonymi warunkami ciśnienia i temperatury złoto tworzy mocne wiązania z trisiarczkami, co pozwala na jego wysoką koncentrację – nawet 1000 razy większą niż normalna zawartość złota w płaszczu Ziemi. To daje naukowe wyjaśnienie, dlaczego złoto pojawia się w takich ilościach w okolicach aktywnych geologicznie obszarów wulkanicznych.
Technologie i metody badań
Aby stworzyć model, badacze połączyli precyzyjne eksperymenty laboratoryjne, w których symulowano różne warunki ciśnienia i temperatury, z zaawansowanymi przewidywaniami teoretycznymi. Dzięki ich pracy powstało ramowe narzędzie termodynamiczne, które nie tylko pogłębia wiedzę o procesach geologicznych, ale również może przyczynić się do bardziej efektywnego poszukiwania złóż złota w przyszłości.
Kluczowe pojęcia:
- Strefa subdukcji: Obszar, w którym płyta oceaniczna zanurza się pod płytę kontynentalną, wywołując aktywność wulkaniczną.
- Płaszcz Ziemi: Warstwa Ziemi położona między skorupą a jądrem, skąd pochodzi magma.
- Model termodynamiczny: Matematyczne narzędzie używane do przewidywania zachowania materiałów w różnych warunkach ciśnienia i temperatury.
Quiz wiedzy geologicznej
Gdzie powstają większość złóż złota związanych z wulkanami?
W strefach subdukcji wokół Pacyficznego Pierścienia Ognia, gdzie płyty oceaniczne zanurzają się pod płyty kontynentalne.
Jak złoto staje się mobilne w magmie?
Złoto tworzy kompleks złoto-trisiarczkowy, co pozwala mu na łatwe przemieszczanie się w magmie.
O ile więcej złota może skupić kompleks trisiarczkowy w porównaniu do jego średniej zawartości w płaszczu?
Kompleks ten może skupić złoto nawet 1000 razy bardziej niż jego przeciętna zawartość w płaszczu Ziemi.
Jakie metody wykorzystano do stworzenia nowego modelu termodynamicznego?
Badacze połączyli eksperymenty laboratoryjne pod kontrolowanym ciśnieniem i temperaturą z przewidywaniami teoretycznymi.
