Procesi, kas zeltu no dziļi Zemes apvalka nogādā virspusē, balstās uz sēru, kas burbuļo zem aktīviem vulkāniem.
Divi jauni pētījumi ir vienojušies, ka daži sēra veidi veido molekulāras saites ar zeltu, kas citādi paliktu izolēts apvalkā, ļaujot dārgajam elementam pacelties.
Tie gan nav vienprātīgi par to, kura sēra forma ir vissvarīgākā. Saskaņā ar skaitlisko modelēšanu un eksperimentiem, ko veica ģeologu komanda, kuru vadīja Deng-Yang He no Ķīnas Ģeozinātņu universitātes, trisērs ir galvenais, bet saskaņā ar eksperimentiem, ko veica Stefans Farsangs un Zoltans Zajacs no Ženēvas universitātes, bisulfīds ir izšķirošais spēlētājs.
Abas rezultātu kopas ir interesantas, un tām ir vērts sekot līdzi, jo izpratne par zelta nogulšņu veidošanos var palīdzēt mums maksimāli izmantot šo skaisto, vērtīgo un noderīgo resursu.
Zelta nogulsnes bieži ir saistītas ar vulkānisko darbību vietās, kur satiekas tektoniskās plāksnes. Tur vienas tektoniskās plāksnes mala var paslīdēt zem blakus esošās plāksnes, radot tā saukto subdukcijas zonu. Mijiedarbība starp abām plāksnēm rada reģionu, kurā ir zemestrīces un vulkāni, piemēram, garo vulkānu ķēdi, kas pazīstama kā Klusā okeāna uguns gredzens.
Zelts šajās atradnēs rodas dziļi zem Zemes virsmas, mantijā. Ja to atstātu magmas plūsmā, tad tur arī paliktu blīvais metāls; bet tas tiek iekļauts magmās, kas vulkāniskās aktivitātes rezultātā paceļas uz virsmu, kur tas tiek nogulsnēts.
Zinātnieki uzskata, ka tā transportēšanas atslēga ir sērs. Sērs cieši saistās ar smagajiem metāliem, tostarp zeltu. Bet kādā formā šis sērs ir, lai transportētu zeltu caur Zemes subdukcijas zonām, ir Zemes zinātnieku diskusiju temats.
Deng-Yang He un viņa kolēģi eksperimentēja ar dažādiem spiedieniem un temperatūrām, lai izstrādātu termodinamisko modeli, kas varētu paredzēt reālos apstākļus, kas izraisa zelta transportēšanu. Viņi atklāja, ka ļoti specifiskā temperatūrā un spiedienā, kur ūdens tiek uzkarsēts un oksidēts, kad Zemes garoza grimst, zelts un trisulfīda saite veido šķīstošu kompleksu ar formulu Au (HS) S3–.
Šis komplekss, kā liecina viņu aprēķini, var transportēt zelta koncentrāciju vairākos gramos uz kubikmetru šķidruma – par vairāk nekā trīs kārtām augstāku nekā vidējais zelta daudzums Zemes apvalkā. Tas ir ārkārtīgi efektīvs līdzeklis, lai izceltu zeltu no mantijas un iegremdētu to garozā.
"Šis termodinamiskais modelis, ko mēs tagad esam publicējuši, ir pirmais, kas atklāj zelta-trisēra kompleksa klātbūtni, par kuru mēs iepriekš nezinājām, ka pastāv šajos apstākļos," saka ģeologs Ādams Saimons no Mičiganas universitātes.
"Tas piedāvā ticamāko skaidrojumu ļoti augstajai zelta koncentrācijai dažās minerālu sistēmās subdukcijas zonas vidēs."
Tas var arī nebūt vienīgais pārvietošanās līdzeklis. Eksperimentā, ko veica Ženēvas Universitātē, Farsangs un Zajačs atrada veidu, kā eksperimentā pielāgot sēra oksidācijas stāvokli, pievienojot to spiediena apstākļiem un temperatūrai 875 grādi pēc Celsija, kas atbilst dabiskajai magmas temperatūrai.
Iepriekšējie eksperimenti, tostarp plaši citēts 2011. gada dokuments, parādīja, ka trisulfāts ir atbildīgs par transportēšanu. Jaunie rezultāti parādīja, ka bisulfīds, sērūdeņradis un sēra dioksīds bija ievērojamā daudzumā magmatiskā temperatūrā.
Tas ir interesanti, jo bisulfīdam ir nozīme metālu transportēšanā hidrotermiskajos šķidrumos, kuru temperatūra ir zemāka. Tika uzskatīts, ka bisulfīds nevar pastāvēt magmatiskā temperatūrā; bet Farsanga un Zajača darbs atklāja, ka tas var.
"Rūpīgi izvēloties lāzera viļņu garumus," saka Farsangs, "mēs arī parādījām, ka iepriekšējos pētījumos sēra radikāļu daudzums ģeoloģiskajos šķidrumos bija stipri pārvērtēts un ka 2011. gada pētījuma rezultāti patiesībā bija balstīti uz mērījumu artefaktu, izbeidzot šīs debates."
.... un zemes virsū būs elle un velni.
