Процессы, которые поднимают золото на поверхность из глубин мантии Земли, зависят от серы, которая образует пузыри под действующими вулканами. Два новых исследования подтверждают, что некоторые формы серы образуют молекулярные связи с золотом, которое в противном случае оставалось бы секвестрированным в мантии, позволяя драгоценному элементу подниматься на поверхность, пишет science alert.
По результатам численного моделирования и экспериментов, которые провела группа геологов во главе с Дэн-Ян Хэ из Китайского университета наук о Земле, главной в этом процессе является трисерная сера. В то же время согласно экспериментам, которые провели Стефан Фарсанг и Золтан Заяч из Женевского университета, ключевую роль играет бисульфид.
"Оба набора результатов интересны и заслуживают внимания, ведь понимание того, как формируются залежи золота, может помочь нам максимально эффективно использовать этот прекрасный, ценный и полезный ресурс", - подчеркнули в издании.
Ученые напомнили, что обычно месторождения золота связаны с вулканической активностью в тех местах, где встречаются тектонические плиты. То есть край одной плиты может проскользнуть под соседнюю плиту, образуя так называемую зону субдукции.
"Взаимодействие между двумя плитами создает регион, пронизанный землетрясениями и вулканами, такими как длинная цепь вулканов, известный как Тихоокеанское огненное кольцо", - добавили в материале.
В этих месторождениях золото зарождается глубоко под поверхностью Земли, а именно в мантии. Плотный металл так и оставался бы в мантии, однако он попадает в магму, которая поднимается с помощью вулканической активности на поверхность, где и откладывается.
По мнению ученых, главным фактором в его транспортировке является сера, которая прочно связывается с тяжелыми металлами, среди которых золото. Однако какую именно форму принимает сера, чтобы транспортировать золото через субдукцию Земли, является темой обсуждений среди исследователей о Земле.
В частности Денг-Янг и его коллеги экспериментировали с различными давлениями и температурами, чтобы создать термодинамическую модель, которая могла бы предсказать настоящие условия, приводящие к переносу золота. Таким образом они поняли, что при определенных температурах и давлениях, когда вода нагревается и окисляется по мере погружения земной коры, золото и трисульфид соединяются, образуя растворимый комплекс с формулой Au(HS)S3-.
"Термодинамическая модель, которую мы сейчас опубликовали, является первой, которая выявила наличие комплекса золота с трисеркой, о существовании которого мы ранее не знали в этих условиях. Это дает наиболее правдоподобное объяснение очень высоких концентраций золота в некоторых минеральных системах в условиях субдукционных зон", - объяснил геолог Адам Саймон из Мичиганского университета.
Однако такой способ транспортировки золота может быть не единственным. В своем эксперименте Фарсанг и Заяч нашли способ изменить состояние окисления серы, добавив ее в условия давления и температуры 875 градусов по Цельсию, что соответствует температуре природных магм.
Предыдущие исследования, среди которых и статья 2011 года, показали, что за перенос отвечает трисерная сера. Однако уже новые результаты показали, что бисульфид, сероводород и диоксид серы значительно присутствовали при магматических температурах.
"Тщательно подбирая длину волны лазера, мы также показали, что в предыдущих исследованиях количество радикалов серы в геологических флюидах было сильно переоценено, и что результаты исследования 2011 года на самом деле базировались на артефакте измерений, что положило конец этой дискуссии", - подчеркнул Фарсанг.
Другие новости о науке
Ранее биолог рассказал о самом смертоносном вулкане на Земле. По его словам, извержение этого вулкана сильно повлияло на погодные условия в Европе.
Также ученые объяснили, откуда берутся загадочные дыры в небе. Известно, что они возникают, когда самолеты рассекают определенные типы облаков среднего уровня.
