A Föld kialakulása során a nehéz elemek – mint a vas, nikkel és az arany – a gravitáció hatására a bolygó középpontjába süllyedtek. Ez a folyamat, amelyet vaskatasztrófának neveznek, körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt ment végbe, amikor bolygónk még teljesen olvadt állapotban volt. Ennek eredményeképp a Föld aranykészletének több mint 99 százaléka jelenleg is a bolygó magjában található.
A kutatók becslése szerint annyi aranyat rejt a Föld magja, hogy az egész bolygó szárazföldi felszínét 50 centiméter vastag rétegben boríthatná be.
A Göttingeni Egyetem geokémikusa, Nils Messling és kutatócsoportja új elemzési módszert dolgozott ki, amellyel képesek voltak kimutatni, hogy a Föld magjából bizonyos elemek – köztük az arany – szivárognak ki a köpenybe, onnan pedig a kéregbe.
Vulkáni kőzetekben
A kutatók a Hawaii-szigeteken található vulkáni kőzeteket vizsgálták, amelyek közvetlenül a litoszféra mélyéről származnak. Ezekben a kőzetekben jelentősen magasabb ruténium-100 izotópszintet mutattak ki, mint ami a felszín közelében megszokott. Ez az izotóp egyértelműen a Föld magjából származik, mivel izotópos profilja eltér azoktól, amelyek meteoritokból vagy más külső forrásokból származnak.
Ruténium: a kulcs az arany eredetéhez
A felfedezés kulcsát a ruténium nevű ritka és értékes fém izotópos elemzése jelentette. A Föld magjában található ruténium izotópösszetétele különbözik a kéregben vagy meteoritokban található ruténiumtól – ám eddig nem állt rendelkezésre olyan pontos technológia, amely képes lett volna kimutatni ezt a finom különbséget. Messlingék új módszere azonban áttörést hozott: a ruténium-100 izotóp magasabb aránya egyértelműen azt jelzi, hogy anyag, s arany is szivárog a magból a köpenyen át a kéregbe.
Ez a kutatás nem arról szól, hogy bányászható aranykészletre bukkantunk a mélyben – 2900 kilométer mélyre senki sem tud leásni. A jelentősége inkább abban rejlik, hogy új megértést nyerünk a Föld fejlődéséről, az anyagáramlásokról, és arról, hogyan kerültek a nemesfémek a földkéregbe. A kutatás azt is megerősíti, hogy nemcsak a ruténium, hanem más siderofil – azaz vasszerető – elemek, mint a palládium, ródium, platina és arany is hasonló módon szivárognak ki a Föld magjából.
Milyen hatással lehet ez a jövőben?
Bár ez a szivárgás mennyiségileg elenyésző, mégis hozzájárulhatott ahhoz, hogy a bolygónk felszínén ma is hozzáférhető mennyiségű nemesfém legyen. Ez az új tudás hatással lehet a geológiai kutatásokra, a bolygófejlődési modellekre, sőt akár más kőbolygók – például a Mars vagy a Vénusz – vizsgálatára is.
A Föld mélye még mindig számtalan titkot rejt, és ez a kutatás újabb darabbal gazdagította a bolygónk múltját feltáró kirakós játékot. Bár az arany továbbra is a magban lapul, a tudomány számára értékesebb, hogy megértjük, honnan származik, hogyan mozog, és mi történik vele bolygónk belsejében.
