منشاء فلزات گران‌بهای زمین کجاست؟
منشاء فلزات گران‌بهای زمین کجاست؟
مجله علمی ایلیاد - نتایج تجزیه و تحلیل سنگ‌ها و صخره‌ها نشان می‌دهد که فلزات گران‌بها، نتیجه‌ی بمباران شهاب‌سنگی هستند. محققان دانشگاه بریستول، با تجزیه و تحلیل دقیق برخی از قدیمی‌ترین نمونه سنگ‌های موجود بر روی زمین، شواهدی از کاران‌ها یافتند که ذخایر قابل دسترس فلزات گران‌بها در نتیجه‌ی بمباران‌های شهاب‌سنگی است که بیش از ۲۰۰ میلیون سال پس از تشکیل زمین رخ داده بودند.
در طول تشکیل زمین، آهن مذاب به درون مرکز آن سرازیر شد تا هسته تشکیل شود. این آهن مذاب با بخش وسیعی از فلزات گران‌بهای زمین مانند طلا و پلاتین همراه بود. در واقع، هسته‌ی زمین آنقدر حاوی فلزات گران‌بها است که می‌توان با آن کل سطح زمین را با لایه‌ای در ضخامت تقریبی چهار متر پوشش داد.
در طول تشکیل زمین، آهن مذاب به درون مرکز آن سرازیر شد تا هسته تشکیل شود. این آهن مذاب با بخش وسیعی از فلزات گران‌بهای زمین مانند طلا و پلاتین همراه بود. در واقع، هسته‌ی زمین آنقدر حاوی فلزات گران‌بها است که می‌توان با آن کل سطح زمین را با لایه‌ای در ضخامت تقریبی چهار متر پوشش داد.
برای حذف طلا از این هسته، این فلز باید حتماً پوشش خارجی آن را ترک می‌کرد. با این حال، امروزه مشخص شده که فلزات گران‌بهایی نظیر طلا در گوشته‌ی سیلیکات زمین، بسیار بسیار بیش از مقداری است که قبلاً پیش‌بینی شده بود. پیش از این استدلال شده بود که این فراوانی بیش از حد، نتیجه‌ی رگبار شهاب‌سنگی عظیمی است که پس از تشکیل هسته، به زمین اصابت کرد. بنابراین طلای موجود در این شهاب‌سنگ‌ها فقط به گوشته اضافه شد و تا قسمت‌های عمیق‌تر پیش نرفت.
برای آزمایش این نظریه، دکتر «ماتیاس ویلبولد» پروفسور گروه الیوت از گروه بریستول دانشکده‌ی علوم زمین‌شناسی، سنگ‌های گرینلند را که نزدیک به چهار میلیارد سال پیش تشکیل شده بودند و توسط پروفسور «استفان مورث» از دانشگاه آکسفورد ارائه شده، مورد بررسی قرار دادند. این سنگ‌های باستانی مدت کوتاهی پس از تشکیل هسته‌ی زمین، اما قبل از بمباران شهاب‌سنگی تشکیل شده‌اند و لذا می‌توانند دیدگاه منحصربه‌فردی را در رابطه با ترکیبات سیاره ما ارائه کنند.
محققان توانستند ترکیبات ایزوتوپ تنگستن این سنگ‌ها را تعیین کنند. تنگستن «W» یک عنصر بسیار نادر است و مانند طلا و دیگر عناصر گران‌بها، این عنصر باید در زمان تشکیل هسته وارد آن شده باشد. همانند اکثر عناصر، تنگستن از چند ایزوتوپ تشکیل شده و اتم‌هایی با مشخصات شیمیایی مشابه دارد، اما جرم آن متفاوت است. ایزوتوپ‌ها می‌توانند به خوبی ردپای منطقه و منشاء شکل‌گیری مواد را نشان دهند؛ چرا که اضافه شدن مواد شهاب‌سنگی به ترکیب زمین، اثر خاصی بر ترکیب ایزوتوپ‌های تنگستن نهاده است.
دکتر وییلبولد بیان کرد که با مقایسه سنگ‌های گرینلند با سنگ‌های مدرن امروزی، می‌توان دریافت که در هر میلیون، ۱۵درصد کاهش در فراوانی نسبی ایزوتوپ ۱۸۲ تنگستن قابل مشاهده است. این تغییر کوچک اما قابل توجه می‌تواند به راحتی طلای قابل دسترس بر روی زمین را که خوشبختانه محصول بمباران شهاب‌سنگی است، توضیح دهد. دکتر وییلبولد می‌گوید: «تجزیه و تحلیل تنگستن استخراج شده از نمونه‌های سنگی و بررسی دقیق ترکیبات ایزوتوپ آن‌ها دشوار بود؛ زیرا تنها مقدار اندکی از تنگستن در این سنگ‌ها وجود داشت. در واقع ما اولین کسانی هستیم که در سراسر جهان موفق به انجام چنین اندازه‌گیری‌های با کیفیتی شده‌ایم.»
شهاب‌سنگ‌ها تحت تاثیر فرآیندهای انتقال حرارتی عظیم با پوشش زمین ترکیب شده‌اند. بنابراین هدف کارهای آینده می‌تواند مطالعه‌ی این امر باشد که چنین پروسه‌ای چقدر طول خواهد کشید. پس از آن، فرآیندهای زمین‌شناسی باعث تشکیل قاره‌ها شد و فلزات گران‌بها، نظیر تنگستن در رسوبات سنگ‌های معدنی که امروزه استخراج می‌شوند، مدفون گردیدند. دکتر وییلبولد در ادامه سخنانش می‌گوید: «این کار نشان داد که بیشتر فلزات گران‌بهایی که امروزه اقتصاد ما و بسیاری از فرآیندهای کلیدی صنعت به آن‌ها وابسته است، در واقع فقط به دلیل اتفاق خوبی به‌وجود آمده‌اند که باعث شد زمین با چیزی در حدود ۲۰ میلیارد میلیارد تُن از مواد شهاب‌سنگی بمباران شود.
این تحقیق در مجله‌ی Nature منتشر شده است.
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه – مجله علمی ایلیاد