Ko reikia, kad žemės paviršiuje atsirastų auksas: mokslininkai atskleidžia netikėtus faktus

Remiantis skaitmeninio modeliavimo ir eksperimentų, kuriuos atliko Deng-Yang He vadovaujama geologų grupė iš Kinijos žemės mokslų universiteto, rezultatais, pagrindinė šiame procese yra trisieros siera. 

Tuo tarpu pagal Stephano Farsango ir Zoltano Zajaco iš Ženevos universiteto atliktus eksperimentus, pagrindinis vaidmuo tenka bisulfidui.

„Abu rezultatų rinkiniai yra įdomūs ir verti dėmesio, nes supratimas, kaip formuojasi aukso telkiniai, gali padėti mums kuo geriau išnaudoti šį gražų, vertingą ir naudingą išteklių“, - pabrėžiama leidinyje.

Mokslininkai priminė, kad paprastai aukso telkiniai siejami su vulkanine veikla tose vietose, kur susitinka tektoninės plokštės. Tai reiškia, kad vienos plokštės kraštas gali pasislinkti po kaimynine plokšte, sudarydamas vadinamąją subdukcijos zoną.

„Dėl dviejų plokščių sąveikos susidaro žemės drebėjimų ir ugnikalnių kupinas regionas, pavyzdžiui, ilga ugnikalnių grandinė, vadinama Ramiojo vandenyno ugnies žiedu“, - priduriama medžiagoje.

Šiuose telkiniuose auksas atsiranda giliai po Žemės paviršiumi, t. y. mantijoje. 

Tankus metalas taip ir liktų mantijoje, tačiau jis įkalinamas magmoje, kurią vulkaninė veikla iškelia į paviršių, kur ji nusėda.

Pasak mokslininkų, pagrindinis jo transportavimo veiksnys yra siera, kuri stipriai jungiasi su sunkiaisiais metalais, tarp jų ir auksu. Tačiau kokia tiksliai forma siera transportuoja auksą per Žemės subdukciją, yra Žemės tyrėjų diskusijų tema.

Visų pirma Deng-Jangas su kolegomis eksperimentavo su skirtingais slėgiais ir temperatūromis, kad sukurtų termodinaminį modelį, pagal kurį būtų galima numatyti tikrąsias sąlygas, lemiančias aukso pernašą. 

Taip jie suprato, kad tam tikroje temperatūroje ir esant tam tikram slėgiui, kai Žemės plutai grimztant vanduo įkaista ir oksiduojasi, auksas ir trisulfidas susijungia į tirpų kompleksą, kurio formulė yra Au(HS)S3-.

„Mūsų dabar paskelbtas termodinaminis modelis yra pirmasis, atskleidžiantis aukso ir trisulfido komplekso, apie kurio buvimą tokiomis sąlygomis anksčiau nežinojome, buvimą. 

Tai labiausiai tikėtinas paaiškinimas, kodėl kai kuriose mineralų sistemose, esančiose subdukcijos zonos aplinkoje, yra labai didelė aukso koncentracija“, - paaiškino Mičigano universiteto geologas Adamas Simonas.

Tačiau tai gali būti ne vienintelis aukso pernešimo būdas. Savo eksperimente Farsangas ir Zayachas rado būdą, kaip pakeisti sieros oksidacijos būseną, pridėjus jos į 875 laipsnių Celsijaus slėgio ir temperatūros sąlygas, t. y. tokią pačią temperatūrą, kaip ir natūralių magmų.

Ankstesniuose tyrimuose, tarp jų ir 2011 m. paskelbtame darbe, buvo nustatyta, kad šį perdavimą lemia trisieros rūgštis. 

Tačiau jau naujieji rezultatai parodė, kad magmos temperatūroje reikšmingai pasireiškė bisulfidas, vandenilio sulfidas ir sieros dioksidas.

„Kruopščiai parinkę lazerio bangos ilgį taip pat parodėme, kad ankstesniuose tyrimuose sieros radikalų kiekis geologiniuose skysčiuose buvo gerokai pervertintas, o 2011 m. rezultatai iš tikrųjų buvo pagrįsti matavimų artefaktu, taip užbaigdami šią diskusiją“, - pabrėžė Farsangas.