ووجدت الدراسة أن الصخور البركانية في هاواي تقدم دليلًا على أن جوهر الأرض يتسرب إلى الذهب.

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

تشير دراسة جديدة إلى أن الذهب والمعادن الثمينة الأخرى تتسرب من قلب الأرض إلى الطبقات المذكورة أعلاه ، في النهاية تشق طريقها إلى السطح أثناء تشكيل الجزر البركانية مثل هاواي.

تنتج النظرية من تحليل مدته ثلاث سنوات لصخور هاواي البازلتية ، والتي تشكلت في الأصل من أعمدة الصهارة ، أو الصخور المنصهرة ، ترتفع من قاع المحيط. يمكن أن تؤكد القرائن في شكل المعادن الثقيلة الموجودة في الصخور البركانية على وجود شكوك منذ فترة طويلة من قبل الجيولوجيين – أن قلب الأرض المنصهر بالأرض ليس معزولًا ولكن من المحتمل أن ينزف في الوشاح الصخري ، والطبقة بين قشرة الكوكب الرقيقة واللب.

وقال نيلز ميسلينج ، وهو خبير جيوكيميمي في جامعة غوتنغن في ألمانيا ومؤلفة التقرير في 21 مايو في مجلة الطبيعة: “منذ حوالي 40 عامًا ، توصل الناس أولاً إلى النظرية القائلة بأنه ربما يفقد جوهر بعض المواد في الوشاح ، لكن الإشارات التي حصلنا عليها حتى الآن كانت غامضة حقًا”. “الآن ، في رأيي ، لدينا أول دليل قوي للغاية على أن بعض النواة ينتهي في الواقع في الوشاح.”

عرف العلماء بالفعل أن معظم الذهب على هذا الكوكب – أكثر من 99.95 ٪ ، وفقًا لما قاله Messling – يختبئ في النواة المنصهرة ، إلى جانب عناصر ثقيلة أخرى مثل البلاتين. عندما قصف النيازك بعضهم البعض في تاريخ الأرض المبكر ، تم تطوير خزان من هذه المعادن الثمينة عندما تشكل جوهر ما يقرب من 4.5 مليار سنة.

لكن هذه الدراسة تشير إلى أن كمية ضئيلة على الأقل من هذا الذهب قد هرب إلى السطح ، مما يرفع الاحتمال الرائع الذي ، إذا استمر التسريب ، يمكن أن يسافر أكثر فأكثر من هذا المعدن الثمين من مركز الأرض إلى القشرة في المستقبل.

“إن النتائج التي توصلنا إليها لا تظهر فقط أن جوهر الأرض ليس معزولًا كما هو مفترض سابقًا. يمكننا الآن أن نثبت أيضًا أن الكميات الهائلة من مواد الوشاح الفائقة المليئة-عدة مئات من الأطنان المتري من الصخور-تنشأ على الحدود الأساسية في Mantle ، و Rise to the Earth على الأرض.

البحث عن المعادن الثمينة من قلب الأرض

للعثور على أدلة على هذا التفاعل الأساسي ، حصل Messling و Coauthors على بعض عينات من الصخور البركانية في هاواي تشكل معهد سميثسونيان في واشنطن العاصمة.

وقال: “تم أخذ البعض بواسطة غواصة ، من بركان في أعماق البحار ، ولكن (خلاف ذلك) هو في الأساس مجرد صخرة بازلتية عادية للغاية ، غير متواضع للغاية ، ستجدها في أي مكان في هاواي”. “لقد بدأنا بنصف كيلوغرام (1.1 رطل) من الصخور ، وقمنا بسحقه في مسحوق ، ثم ذابته في الفرن مع بعض المواد الكيميائية المختلفة ، لننتهي بعينة في شكل سائل.”

من تلك العينة ، قام الفريق باستخراج جميع العناصر في مجموعة البلاتين ، والتي تشمل البلاتين نفسها بالإضافة إلى روديوم أقل شهرة ، بالاديوم ، إيريديوم ، أوسيميوم وروثينيوم. ثم ركز العلماء على الروثينيوم ، وهو معدن من الفضة الرمادية النادرة في قشرة الأرض مثل الذهب.

وقال ميسلينج: “لا يوجد في عباءة ما يقرب من روثينيوم”. “إنها واحدة من أندر العناصر على الأرض. لكن الأرض مصنوعة بشكل أساسي من النيازك التي تحطمت معًا ، والنيزئة (التي تحتوي على) روثينيوم ، والتي دخلت في قلبها عندما تشكلت النواة. لذلك لا يوجد عباءة بجوار الروثينيوم ، والرور كل ما في الروز.

قلب الأرض له طبقتان. يبلغ حجم المجال المعدني الساخن من الحديد والنيكل حوالي 70 ٪ من حجم القمر ، مع دائرة نصف قطرها حوالي 759 ميلًا (1221 كيلومترًا). يبلغ سمك اللب الخارجي المعدني السائل حوالي 1400 ميل (2،253 كيلومترًا) ويمتد إلى حوالي 1800 ميل (2،897 كيلومتر) أسفل السطح ، أو حتى الوفاة.

على النقيض من ذلك ، فإن الوشاح ، الذي يقع بين القشرة الخارجية للكوكب واللبن المنصهر ، يبلغ 1800 ميل (2،897 كيلومتر) من الصخور الصلبة في الغالب.

لتحديد ما إذا كان الروثينيوم المستخرج كان في الأصل من النواة وليس الوشاح ، نظر الفريق إلى نظير معين ، أو نوع ، من الروثينيوم الذي كان من المحتمل أن يكون أكثر وفرة في مواد البناء المبكرة للأرض خلال الوقت الذي شكله الأساسي مليارات السنين.

وقال بيدرو ووترتون ، أستاذ مساعد في الكيمياء الجيولوجية بجامعة كوبنهاجن في الدنمارك الذي لم يشارك في الدراسة: “الغالبية العظمى من الذهب والمعادن الثمينة الأخرى مثل البلاتين قد تم تسليمها من خلال تأثيرات نيزك ضخمة خلال المراحل النهائية من تشكيل الأرض – وهي عملية تعرف باسم التراكم المتأخر”.

يشير وجود نظير الروثينيوم في عينات البازلت إلى أن بعض الصخور على الأقل تم تشكيلها من مواد قادمة من النواة المعدنية المنصهرة.

هذا لأن هناك إجماعًا ، كما قال Messling ، أن المواد التي تجمعت خلال المراحل المبكرة من تشكيل الأرض لم تعد موجودة في سجل النيزك. وأضاف أن توقيع النظير في الصخور من بركان نقطة الساخنة مثل تلك الموجودة في هاواي يختلف تمامًا عن أي صخرة أو نيزك معروفة أخرى.

وبعبارة أخرى ، تم إغلاق Messling Ruthenium Isotope الذي تم العثور عليه في المليارات الأساسية قبل السنين ، وبالتالي فإن اكتشاف النظير في الصخور البركانية اليوم يشير إلى أنه يأتي من القلب.

“إنها طريقة جديدة وصعبة” ، قال Messling. “لقد تمكنا من قياس الروثينيوم في الصخور التي لم تقم بجوار الروثينيوم فيها. في نصف كيلو (1.1 رطل) من الصخور ، كان أقل من ملليغرام-إبرة في كومة قش بحجم الكوكب! هذا مثير للغاية-بالنسبة إلى جيولوجي ، على الأقل. كانت عملية طويلة ولكنها مثيرة للغاية.”

إذن ما هي العلاقة مع الذهب؟ وقال Messling إنه يشبه كيميائيًا الروثينيوم ، لذلك إذا كان النواة يتسرب من الروثينيوم ، فإنه يتسرب أيضًا من الذهب بكميات مماثلة. هذا سيكون كمية “ضئيلة” ، ولكن. وحتى إذا أراد العلماء استخراج الذهب مباشرة من المصدر ، فإن حدود الوشاح الأساسي ، فهذا أبعد بكثير مما يمكن أن يحفره التكنولوجيا الحالية. في الواقع ، إنه أعمق حوالي 236 مرة من أعمق التجويف المحفور على الإطلاق – بئر Kola Superdeep في روسيا ، والذي يصل إلى عمق 7.62 ميل (12.3 كيلومتر).

وقال ميسلينج إن الدليل على أن النواة غير معزولة مثيرة بشكل خاص لأن النواة والعباء لا ينبغي أن يتفاعلوا على الإطلاق. وقال “كثافتها مختلفة للغاية ، مثل الزيت والماء ، لذلك من الناحية الفنية لا ينبغي أن تخلط. وما زلنا لا نملك آلية جيدة لشرح سبب قيامهم. لا نعرف الكثير عن القلب على الإطلاق”.

تشير عينات صخور هاواي إلى أن عملية التسرب تستغرق ما بين 500 مليون و 1 مليار سنة لإكماله.

“إنه شيء حدث منذ فترة ، ونشك في أنه ربما كان مستمرًا إلى الأبد ، وربما لا يزال يحدث الآن” ، أوضح.

وفقًا لـ Messling ، إذا كان تسرب المعادن الثمينة عملية مستمرة ، فقد يكون ذلك على الأقل أن بعض البشر الذهبي قد يكون قد جاء من النواة حتى لو كانت كمية المواد الأساسية في صخرة واحدة ضئيلة ، وأن إمدادات العالم من الذهب يبدو أنها تتجدد.

وقال: “إنها فكرة مثيرة للاهتمام للغاية ، على الرغم من أن هذه العملية صغيرة ولها تأثير صفري إذا نظرت إلى جزيرة واحدة فقط ، إذا قمت بتوسيع نطاقها إلى 4.5 مليار عام ، فقد يكون ذلك يغير تكوين الأرض”.

التفاعل الأساسي

عبر الباحثون الذين لم يشاركوا في الدراسة عن آراء إيجابية حول النتائج.

“نحن نعلم أن الأرض تم بناؤها من أجيال مختلفة من المواد الأرصفية التي تمت إضافتها تدريجياً إلى الكوكب المتنامي ، وأن المعادن الثمينة من الأجيال المبكرة من مواد الأرصاد الوظيفية أصبحت تركز في كوكبنا ، بينما أصبحت المعادن من النيازك المضافة في المراحل النهائية من Geochmistr ، وهي أستاذ في الجهاز الجيولوجي ، وأصبحت شركة Planeltanty في الجهاز الجيولوجي في الجزارة الجغرافية. في المملكة المتحدة.

وأضافت أن الدراسة تؤكد أن أعمدة الوشاح-الطائرات المتزايدة من الصخور المنصهرة القادمة من حدود الحدود الأساسية التي تخلق نقاطًا ساخنة مثل هاواي-تحتوي بالفعل على مواد مستمدة من جوهر الأرض المعدني ، مضيفًا أن النتيجة كانت “مثيرة”.

يوافق جيسي ريمينك ، أستاذ مشارك في علوم الأرض بجامعة ولاية بنسلفانيا. وقال “هذا نقاش قديم للغاية ، وقد أعادت بيانات جديدة على مدار السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك تنشيط احتمال أن يكون الأساسية” يتسرب “كيميائيًا في الوشاح بمرور الوقت”. “يبدو أن هذه الدراسة تضعف الاستنتاج – اللب لا يساهم ببعض المواد في الوشاح.”

وقالت جامعة كوبنهاغن في ووترتون ، إن أحدث بحث يعزز القضية التي تم إجراؤها في العمل السابق أن بعض أعمدة الوشاح تدمج مواد من قلب الأرض.

هل هذا يعني أيضًا أن بعض الذهب في قشرة الأرض هو في الأصل من القلب؟ “نعم ، ولكن ربما فقط كمية صغيرة جدا” ، قال.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com