Полезные ископаемые, в которых отразилась история планеты

Вокруг светаПрирода

Соль земли

И другие полезные ископаемые, в которых отразилась история планеты

Текст Лев Каменцев

Находясь на Земле, мы с трудом можем осмыслить тот факт, что 99% вещества бескрайней Вселенной составляют лишь два химических элемента – водород и гелий. Наша планета – ничтожная песчинка в океане космоса – дает нам все необходимое: от пищи и кислорода для жизнедеятельности до топлива и минерального сырья для решения самых изощренных технических задач.

Мы привыкли к тому, что здесь добывают соль, там – нефть, где-то еще – золото. Между тем каждый такой случай – это скорее аномалия. Большинство ценных для нас веществ присутствуют в окружающем мире в небольших, а то и в ничтожных количествах. Но разные удивительные фокусы природы приводят к тому, что в каких-то местах концентрация этих веществ оказывается в тысячи, миллионы, миллиарды раз выше средней. Когда такой природный концентрат становится выгодным для промышленной разработки, мы говорим о месторождении. Да, месторождение – понятие экономическое.

Происхождение этих сокровищ тесно связано с историей нашего уголка космоса, в том числе с развитием жизни на Земле. Мы рассмотрим шесть очень разных полезных ископаемых, нынешние запасы и месторождения которых формировались в глубокой древности. В них запечатлелась история сложнейших процессов, сделавших нашу планету такой, какой мы знаем ее сегодня.

Золото

Изготовление слитков для Центрального банка Российской Федерации

На этот ценный металл приходится лишь один из 3 млрд атомов в земной коре. А теперь задумаемся: в крупинке золотого песка миллиарды миллиардов атомов золота. Как они все, эти редчайшие атомы, собрались вместе? А ведь бывают еще золотые самородки весом в десятки килограммов!

Детали природного процесса, концентрирующего редкие атомы, еще уточняются, но в общих чертах он понятен. Поскольку золото – тяжелый металл, в глубинах Земли его больше, чем на поверхности. Наверх оно поступает в составе магматических пород, которые постепенно размываются подземными жидкостями. При циркуляции по трещинам горных пород у них меняется температура и химический состав, и при удачном сочетании условий частицы золота оседают на стенках трещин. На появившуюся позолоту с большей вероятностью садятся новые атомы золота. Так формируется золотая жила.

Поскольку гидротермальные источники очень изменчивы, золотые жилы должны формироваться быстро. В свежей работе канадских геологов говорится, что их наполнение может происходить всего за несколько лет, а иногда и дней. Все дело в том, что золото образует заряженные наночастицы, которые отталкиваются друг от друга. Однако при скачке кислотности раствора, например из-за смешивания с морской водой, наночастицы теряют заряд, слипаются в хлопья и выпадают из раствора. Так концентрация золота увеличивается до значений, с которыми имеют дело золотодобытчики. При эрозии богатых жил частички золота, отложившиеся в трещинах породы, отделяются от основы и отлагаются заново, продолжая укрупняться. Так в несколько стадий природа обогащает золото в сотни миллионов раз, образуя золотые россыпи и самородки.

А нельзя ли проделать нечто подобное искусственно? Об этом впервые задумались еще полтора века назад, когда британский химик Эдвард Сонстадт сообщил, что морская вода содержит 65 мг золота на кубометр. Если пересчитать на весь Мировой океан, получалось, что в нем растворено почти 100 миллиардов тонн золота. Сразу появилось множество изобретателей и мошенников, желающих добывать это золото. Крупнейшая афера к моменту ее разоблачения в 1898 году собрала миллион долларов (более 30 млн по нынешнему курсу) на производство «золотых накопителей», обогащающих морскую воду.

Куда серьезнее подошел к делу немецкий химик Фриц Габер. Он, правда, измерил, что золота в море в 10 раз меньше, 5–10 мг/м3, но и это было очень привлекательно, особенно в свете наложенных на Германию контрибуций, эквивалентных пятидесяти тысячам тонн золота. Габер потратил пять лет на исследования, но в итоге убедился в ошибочности своих измерений и объявил, что содержание золота в морской воде в 1000 раз меньше: 5–10 микрограмм на кубометр. Получалось, что золота в океанах лишь 10 млн тонн.

Казалось бы, тема закрыта, однако в последние годы интерес к ней снова стал подниматься. Кто-то предлагает использовать ионообменные смолы, кто-то – полимерные губки или генетически модифицированных бактерий-золотоизвлекателей. Вот только многие изобретатели не в курсе, что данные Габера устарели: к концу XX века оценки снизились еще на три порядка. Это всего несколько десятков тысяч тонн золота на весь океан. Если учесть, что в мире добывают около 3500 тонн золота в год, то океан как источник золота окончательно теряет свою привлекательность и остается полагаться на природные обогатительные процессы.

Железо

Открытое месторождение железной руды в Серро-Боливар, Венесуэла

Железо – уникальный элемент. Среди всех других его ядра обладают наибольшей энергией связи. Ядрам более легких элементов энергетически выгодно сливаться, это происходит в звездах и дает им энергию, а ядрам более тяжелых – распадаться, как на атомных электростанциях. Железо – конечная станция в цепочке звездных термоядерных реакций.

По массовой доле в Солнечной системе железо уступает лишь кислороду, углероду и неону, а в составе Земли оно и вовсе стоит на первом месте. На железо приходится 32% массы нашей планеты – это больше, чем кислорода, которого 30%. Так что Земля скорее железная, чем каменная планета. Вот только из-за большой атомной массы почти все железо «утонуло», образовав ядро Земли, а в земной коре его осталось лишь около 5%.

Конечно, 5% – это немало, если сравнивать с медью (0,006%) или золотом (0,0000004%), но железо распределено в коре неоднородно. Значительная часть сконцентрирована в так называемых полосчатых формациях, сложенных железистыми кварцитами. В них прослойки кварца чередуются с железистыми минералами гематитом или магнетитом.

Некоторые такие месторождения были обнаружены именно благодаря магнетиту, создающему магнитные аномалии. Так еще в XVIII веке был открыт крупнейший на Земле железорудный бассейн – Курская магнитная аномалия. Другой пример – Сарбайское месторождение в Костанайской области Казахстана. В 1949 году летчик Михаил Сургутанов заметил странное поведение компаса на определенных маршрутах. Составив карту аномалий, он направил ее в геологическое управление, и вскоре на глубине в десятки метров буровики обнаружили железную руду. Летчика признали первооткрывателем и наградили Ленинской премией.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Явление кракена Явление кракена

Не все персонажи средневековых бестиариев относятся лишь к сфере мифологии

Вокруг света
Будь готов ко всему Будь готов ко всему

Как справляться с возникающими проблемами собственными силами

Домашний Очаг
15 марта 44 года до н. э., Рим 15 марта 44 года до н. э., Рим

Гид путешественника во времени

Вокруг света
Детский гардероб и воспитание: как одежда влияет на самооценку ребенка Детский гардероб и воспитание: как одежда влияет на самооценку ребенка

Как привить ребенку чувство вкуса?

Cosmopolitan
Против империи Против империи

Имам Шамиль — лидер, благодаря которому жил Северо-Кавказский имамат

Дилетант
Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти? Почему не стоит брать смартфон с 1 или 2 Гбайт оперативной памяти?

Почему 1-2 Гбайт оперативки в телефоне — слишком мало?

CHIP
Живые часы Живые часы

Разгадка тайны биологических часов

Вокруг света
Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах Создатель бизнес-доминанты: что нужно знать об ИТ-архитекторах

Почему профессия IT-архитектора скоро окажется одной самых востребованных

Популярная механика
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку

Ученые смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках

N+1
Внутренняя Каталония. Пять вечеров Внутренняя Каталония. Пять вечеров

Поездка вдоль каталонского побережья вызывает ощущение потемкинских деревень

Вокруг света
Пандемия дала время на осмысление, и теперь правила диктуют соискатели: как изменилось отношение к смене работы на рынке Пандемия дала время на осмысление, и теперь правила диктуют соискатели: как изменилось отношение к смене работы на рынке

Нет смысла отрицать, что соискатели пользуются преимуществами нынешнего климата

VC.RU
Проявить мягкость Проявить мягкость

Мексиканцы готовы есть десерты на завтрак, обед и ужин

Вокруг света
Туристическое кольцо Байкала Туристическое кольцо Байкала

На Байкале может возникнуть настоящий мощный туристический комплекс

Эксперт
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Кодекс долголетия: что заставляет нас стареть и как это остановить Кодекс долголетия: что заставляет нас стареть и как это остановить

Почему мы стареем и как можем замедлить этот процесс и даже обратить его вспять

Forbes
Впахивают роботы Впахивают роботы

Тест-драйв беспилотного комбайна

Цифровой океан
Почему взрослым людям сложно заводить друзей Почему взрослым людям сложно заводить друзей

Как правильно дружить взрослым?

Популярная механика
Сахаров: портрет на фоне эпохи Сахаров: портрет на фоне эпохи

Что заставило академика Сахарова вступить в противостояние с политбюро и КГБ?

Дилетант
«Три одинаковых незнакомца»: что известно про эксперимент с разлученной тройней «Три одинаковых незнакомца»: что известно про эксперимент с разлученной тройней

Чем вызвана связь между близнецами и что на неё влияет?

Cosmopolitan
Пришел Кутузов бить французов: 7 мифов о легендарном генерал-фельдмаршале Пришел Кутузов бить французов: 7 мифов о легендарном генерал-фельдмаршале

Масон, заговорщик, бездарный полководец, «выезжавший» за счет чужих достижений?

Вокруг света
Археологи нашли в Месопотамии древнейшие остатки проса Археологи нашли в Месопотамии древнейшие остатки проса

Жители Северного Ирака начали возделывать просо во II тыс. до н.э

N+1
Обыкновенные шакалы колонизировали Эстонию меньше чем за десять лет Обыкновенные шакалы колонизировали Эстонию меньше чем за десять лет

В последние десятилетия обыкновенные шакалы быстро расселяются по Европе

N+1
Витает в воздухе Витает в воздухе

Творческий путь архитекторов из японского бюро SANAA

AD
Как защитить своих детей от травм во время зимних развлечений: советы для родителей Как защитить своих детей от травм во время зимних развлечений: советы для родителей

Какие меры безопасности нужно соблюдать зимой во время активной прогулки?

Популярная механика
Театр у микрофона Театр у микрофона

Молодые столичные группы превращают концерты в настоящий спектакль

Vogue
Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности

Ранее считалось, что повреждение сунгирцу нанесли лопатой во время раскопок

N+1
Дурной TON: как мошенники используют Павла Дурова Дурной TON: как мошенники используют Павла Дурова

Как аферисты продвигают в сети «инвестпроекты» с помощью образов известных людей

Forbes
«Сбер» обошел Ferrari в рейтинге самых сильных брендов Европы «Сбер» обошел Ferrari в рейтинге самых сильных брендов Европы

«Сбер» занял первое место в рейтинге самых сильных брендов Европы

Inc.
«Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе «Не могу представить, что мне надоест»: инстамама Лерчик об удовольствии и работе

Блогер Валерия Чекалина — о работе, своем бренде и мотивации

Forbes
Открыть в приложении