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

Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Паста и Баста Паста и Баста

Василий Вакуленко и его жена в 40 лет решили, что пора, и в их жизнь пришел ЗОЖ

Tatler
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
7 самых известных слепых знаменитостей 7 самых известных слепых знаменитостей

Как люди с частичным или полным отсутствием зрения изменили мир

Maxim
Со дна памяти Со дна памяти

В 1918 году ледокольный пароход «Вайгач» сел на скалу в Енисейском заливе

Вокруг света
Перст судьбы Перст судьбы

Нейл-арт перекочевал из категории безвкусицы в разряд самых свежих трендов

Vogue
Мир в корзине Мир в корзине

У баскетбола есть и конкретные «родители» – преподаватели физкультуры

Вокруг света
Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать

Как строить свои отношения с чтением

РБК
Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии

Самые важные события прошедшего года в физических и астрономических областях

Наука и жизнь
Против империи Против империи

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

Дилетант
Кожные метки: почему на теле появляются папилломы и что с ними делать Кожные метки: почему на теле появляются папилломы и что с ними делать

Почему на коже появляются папилломы, несут ли они опасность?

Cosmopolitan
Как модель для сборки Как модель для сборки

Шварцвальд: времена меняются, но не все в мире спешит меняться вместе с ними

Вокруг света
Ученые выяснили, как уничтожать раковые опухоли с помощью лазера и наночастиц кремния Ученые выяснили, как уничтожать раковые опухоли с помощью лазера и наночастиц кремния

Прицельный нагрев тканей уничтожает раковые клетки

Популярная механика
Тезис фронтира Тезис фронтира

Спустя полтора века США по-прежнему на переднем рубеже фронтира

Вокруг света
Камышовки нашли дорогу домой благодаря магнитным указателям остановки миграции Камышовки нашли дорогу домой благодаря магнитным указателям остановки миграции

Камышки завершают миграцию в точках с определенным магнитным наклонением

N+1
Бальзам на сердце Бальзам на сердце

Когда еда становится лекарством, а лекарство — едой

Вокруг света
Больше, чем бабочки в животе: 6 признаков влюбленности, подтвержденных наукой Больше, чем бабочки в животе: 6 признаков влюбленности, подтвержденных наукой

Как понять, что вы влюблены?

Популярная механика
Бои семейного значения Бои семейного значения

Вроде бы что может быть естественнее семейной жизни? Ан нет!

Дилетант
Биг Бен Биг Бен

Бенедикт Камбербэтч — о перевоплощении, удовольствиях и трудностях профессии

Esquire
Экологически чистое зазеркальное молоко Экологически чистое зазеркальное молоко

Макмиллан предложил название новому виду катализа — органокатализ

Наука и жизнь
Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу Физики уточнили частоту превращения странного B-мезона в античастицу

Результаты по измерению нейтральных осцилляций странного B-мезона

N+1
Археологи раскопали в южной галерее Денисовой пещеры 3154 каменных артефакта Археологи раскопали в южной галерее Денисовой пещеры 3154 каменных артефакта

Найденные каменные артефакты относятся к среднему и верхнему палеолиту

N+1
Новогодние каникулы с пользой: 5 ресурсов, где можно найти себе новую профессию Новогодние каникулы с пользой: 5 ресурсов, где можно найти себе новую профессию

Несколько популярных ресурсов, на которых можно заняться своим образованием

CHIP
G и точка G и точка

Герои санно-бобслейного спорта бросят вызов не только соперникам

Men’s Health
Спящая красавица Спящая красавица

Укутанная снегами вилла Буонаккорси в Тоскане

AD
1 фигура — 2 ракурса. Фотограф раскрыла секрет идеальных кадров для соцсетей 1 фигура — 2 ракурса. Фотограф раскрыла секрет идеальных кадров для соцсетей

Позинг — это своего рода искусство

Cosmopolitan
Спорткар-легенда AC Cobra: жил быстро, погиб рано Спорткар-легенда AC Cobra: жил быстро, погиб рано

Звезда 1960-х AC Cobra стала одним из самых копируемых автомобилей в истории

Популярная механика
Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу

Рассказываем, чем полезна чечевица и можно ли ей заменить мясо?

РБК
Саблезубые тигры. Находки в Крыму Саблезубые тигры. Находки в Крыму

В 2018 году в Крыму при прокладке трассы была открыта большая карстовая пещера

Наука и жизнь
Открыть в приложении