Знание-сила, 2014 № 07 (1045) - страница 25

Ученые соотнесли картину распределения тяжелых элементов, полученную путем моделирования на компьютере, и оценили предполагаемое число столкновений нейтронных звезд. Соотнесли и убедились, что именно эти события, очевидно, и породили большую часть золота, платины, урана, содержащихся во Вселенной. Почти все то золото, ради которого люди гибли веками, — это золото звезд нейтронных.

Когда же оно возникло? Как попало на нашу планету?

Время синтеза золотых запасов Земли можно установить только приблизительно. Например, предполагается, что возраст этого золота — не более 10 миллиардов лет, ведь именно таков возраст Млечного Пути. Незримые «космические фабрики» по производству драгметалла открылись в нашей Галактике лишь после того, как она сформировалась. После того, как звезды в ней старились, взрывались, превращались в черные дыры или нейтронные звезды, а те время от времени сталкивались друг с другом. Под громовой аккомпанемент этой «космической алхимии» различные вещества, содержавшиеся в недрах нейтронных звезд, словно по мановению волшебной палочки, превращались в золото. Так что, возраст земных богатств (хотя бы некоторых) — почти 10 миллиардов лет. Они вдвое старше Земли.

Схематическое изображение пульсара

Разумеется, атомы золота проделали долгий путь, прежде чем попали к нам на планету. Многие из них достигли наших палестин еще в ту отдаленную эпоху, когда на месте Солнечной системы вращалась обширная туманность из газа и пыли. Постепенно пылинки и небольшие крупицы, содержавшиеся в протопланетном диске, сталкивались и слипались, что вело к образованию твердых сгустков — планетезималей. В них уже содержались крупицы золота.

Планетезимали превращались в прото планеты. Когда, наконец, около 4,56 миллиарда лет назад возникла Земля, она была покрыта океаном магмы. В нем и происходило разделение химических элементов. Жидкое железо опускалось к центру Земли; расплавленные горные породы оставались в верхних слоях молодой планеты. Что же касается «сидерофильных» элементов (от греческих слов sideros — железо и phileo — люблю), то есть металлов, которые, наряду с железом, участвуют в формировании ядер планет — а это не только никель, но и, например, платиноиды, — то они тоже перемещались внутрь Земли. Так, еще около 4,5 миллиарда лет назад, когда земная мантия пребывала в расплавленном состоянии, содержавшиеся в ней тяжелые металлы, в том числе золото, погрузились вглубь и образовали земное ядро. Мантия же сформировалась из более легких элементов — прежде всего, горных пород.

По оценкам ученых, сегодня в недрах нашей планеты, на большой глубине, таится столько золота, что его запасов хватит, чтобы покрыть всю поверхность Земли слоем в четыре метра высотой. Впрочем, немало вожделенного металла залегает довольно близко к поверхности Земли. Мантия нашей планеты и ее кора содержат в десятки тысяч раз больше золота, чем допускает теория.

Здесь также много платины и других ценных металлов. А ведь все они еще 4,5 миллиарда лет назад должны были погрузиться в недра Земли.

История появления золотоносных жил теперь, когда мы узнали, как золото попало на нашу планету, стала вызывать вопросы у ученых. Лишь недавно британские геофизики опубликовали в Nature статью, в которой разгадали этот «алхимический секрет».

Матиас Уилболд и его коллеги из Бристольского университета проанализировали содержание вольфрама в пробах, взятых из мантии Земли. Этот металл также принадлежит к числу сидерофильных элементов. Один из его изотопов — вольфрам-182 — стал для ученых «меткой», позволившей выяснить некоторые подробности геологической истории планеты. Точный анализ содержания изотопа показал, что почти во всех пробах этот показатель одинаков. Исключение составляют разве что древние образцы пород, собранные в Западной Гренландии. Там концентрация вольфрама-182 заметно выше. Самое примечательное, что эти образцы (их возраст — около 3,8 миллиарда лет) относятся к той эпохе, когда молодая Земля еще не подверглась интенсивной космической бомбардировке (см. статью «Великая космическая бомбардировка»).