Μια νέα γεωλογική μελέτη αποκαλύπτει ότι βαθιά κάτω από τα πόδια μας, μικρές ποσότητες χρυσού διαρρέουν αργά από τον πυρήνα της Γης προς τα ανώτερα στρώματα του πλανήτη. Η έρευνα, που βασίστηκε σε εξαιρετικά ακριβείς χημικές αναλύσεις λάβας από τη Χαβάη, δείχνει ότι πολύτιμα μέταλλα διαφεύγουν από τον μεταλλικό πυρήνα προς τον μανδύα.
Για δεκαετίες, τα εγχειρίδια γεωλογίας θεωρούσαν τον πυρήνα ως ένα «κλειδωμένο θησαυροφυλάκιο». Το μεγαλύτερο μέρος του χρυσού, της πλατίνας και άλλων στοιχείων που αγαπούν τον σίδηρο πιστευόταν ότι παραμένουν για πάντα παγιδευμένα εκεί, περίπου τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, περισσότερο από το 99,999% των αποθεμάτων αυτών των μετάλλων βρίσκεται στον πυρήνα, πέρα από κάθε ρεαλιστικό σχέδιο εξόρυξης.
Ωστόσο, η νέα μελέτη δείχνει πως, αν και η διαρροή είναι εξαιρετικά αργή και εξελίσσεται σε γεωλογικούς χρόνους, αλλάζει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τον μηχανισμό που τροφοδοτεί τα ηφαίστεια, τα ορυκτά κοιτάσματα και, εμμέσως, την τεχνολογία που χρησιμοποιούμε καθημερινά.
Η λάβα της Χαβάης ως μήνυμα από τον πυρήνα
Η έρευνα, υπό τον γεωχημικό Nils Messling του Πανεπιστημίου του Göttingen, επικεντρώθηκε σε βασάλτες ωκεάνιων νησιών από τα ηφαίστεια της Χαβάης. Με τη χρήση υπερευαίσθητων οργάνων, η ομάδα μέτρησε μικροσκοπικές διαφορές ισοτόπων του πολύτιμου μετάλλου ρουθηνίου και του στοιχείου βολφραμίου στη λάβα.
Τα ισότοπα είναι παραλλαγές του ίδιου στοιχείου με ελαφρώς διαφορετική μάζα. Κατά τον σχηματισμό της Γης, ο πυρήνας και ο μανδύας απέκτησαν διαφορετικές αναλογίες ισοτόπων, κάτι που λειτουργεί σήμερα σαν «γραμμωτός κώδικας» για τους γεωχημικούς. Έτσι μπορούν να εντοπίσουν την προέλευση ενός δείγματος πετρώματος.
Σε σύγκριση με τα τυπικά πετρώματα του ανώτερου μανδύα, τα δείγματα της Χαβάης εμφάνισαν ελαφρώς υψηλότερη συγκέντρωση του σπάνιου ισοτόπου ρουθηνίου-100, το οποίο εμπλουτίζεται στον πυρήνα. Παράλληλα, τα ισότοπα του βολφραμίου φάνηκαν λιγότερο επηρεασμένα από ραδιενεργό διάσπαση, ένδειξη ότι προέρχονται από βαθύτερα στρώματα.
Σύμφωνα με τον Messling, «όταν εμφανίστηκαν τα πρώτα αποτελέσματα, συνειδητοποιήσαμε ότι είχαμε κυριολεκτικά βρει χρυσό». Τα δεδομένα, πρόσθεσε, επιβεβαίωσαν ότι υλικό από τον πυρήνα, συμπεριλαμβανομένου του χρυσού, διαρρέει προς τον μανδύα.
Πώς λειτουργεί η «διαρροή» του πλανήτη
Ο πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο και χωρίζεται σε στερεό εσωτερικό και υγρό εξωτερικό τμήμα. Πάνω του βρίσκεται ο βραχώδης μανδύας, που κινείται αργά σαν παχύρρευστο υγρό. Σε ορισμένες περιοχές, οι λεγόμενες «στήλες μανδύα» μεταφέρουν θερμό υλικό από κοντά στον πυρήνα προς τη βάση του φλοιού, τροφοδοτώντας μακρόβια ηφαίστεια όπως της Χαβάης.
Στην πραγματικότητα, δεν πρόκειται για ροή μετάλλων, αλλά για ανάμειξη απειροελάχιστων ποσοτήτων υλικού του πυρήνα στη βάση αυτών των στηλών, που ανεβαίνουν αργά επί εκατομμύρια χρόνια. Μέχρι να λιώσει το πέτρωμα και να σχηματίσει λάβα, έχουν απομείνει μόνο ίχνη των μετάλλων — αρκετά, όμως, για να αποδείξουν τη σύνδεση.
Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη πόσο διαρκεί αυτή η διαδικασία ή τι ποσοστό του χρυσού του φλοιού προέρχεται από τον πυρήνα σε σχέση με τις αρχαίες προσκρούσεις αστεροειδών. Όμως, το δεδομένο είναι ότι η ιδέα ενός πλήρως «σφραγισμένου» πυρήνα δεν ανταποκρίνεται πλέον στα στοιχεία.
Από τα έγκατα της Γης στα ορυχεία και την τεχνολογία
Αν και ο πυρήνας κρατά το μεγαλύτερο μέρος του πολύτιμου μετάλλου, ό,τι φτάνει στον φλοιό είναι σημαντικό. Ενδεικτικά, στην Κίνα, το κοίτασμα Wangu στην επαρχία Hunan εκτιμάται ότι περιέχει πάνω από χίλιους τόνους χρυσού, αξίας περίπου 80 δισ. δολαρίων, σύμφωνα με επίσημα στοιχεία.
Η εξόρυξη σε βάθη άνω των δύο χιλιομέτρων αποτελεί τεράστια τεχνική και περιβαλλοντική πρόκληση, καθώς οι θερμοκρασίες φτάνουν τους 60°C. Επιπλέον, η ψύξη και ο εξαερισμός τέτοιων ορυχείων καταναλώνουν έως και το ένα τέταρτο της ηλεκτρικής ενέργειας μιας εγκατάστασης.
Η παγκόσμια εξόρυξη χρυσού ευθύνεται για δεκάδες εκατομμύρια τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα ετησίως. Παράλληλα, μεγάλο μέρος του χρυσού καταλήγει σε ηλεκτρονικές συσκευές, καθώς αποτελεί εξαιρετικό αγωγό που δεν διαβρώνεται.
Ένα κοινό smartphone περιέχει περίπου 50 χιλιοστόγραμμα χρυσού, ενώ το μέταλλο χρησιμοποιείται και σε ιατρικές εφαρμογές, από νανοσωματίδια για θεραπείες καρκίνου έως γρήγορα διαγνωστικά τεστ.
Ένα αργό φαινόμενο με γρήγορα μηνύματα
Η νέα μελέτη δεν ανοίγει δρόμο για εξόρυξη από τον πυρήνα, αλλά προσφέρει σαφέστερη εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο τα ηφαίστεια που τροφοδοτούνται από στήλες μανδύα, όπως το Kīlauea, αντλούν υλικό από τα βάθη της Γης. Παράλληλα, βοηθά στην κατανόηση του πώς συγκεντρώνονται τα πολύτιμα μέταλλα στον φλοιό μέσα σε γεωλογικές περιόδους.
Για τους γεωλόγους, τα νέα δεδομένα μπορούν να βελτιώσουν τα μοντέλα πρόβλεψης νέων κοιτασμάτων. Για όλους εμάς, αποτελούν υπενθύμιση ότι τα μέταλλα που στηρίζουν την καθαρή ενέργεια και την ψηφιακή εποχή είναι πεπερασμένα και δύσκολα στην εξόρυξη.
Όσο η Γη συνεχίζει να «στάζει» αργά χρυσό από τον πυρήνα της, η πιο βιώσιμη πηγή του μέλλοντος θα είναι η ανακύκλωση των ηλεκτρονικών αποβλήτων και οι αυστηρότεροι περιβαλλοντικοί κανόνες στις νέες εξορύξεις.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.
