Klucz do sukcesu – 170 km

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Miedź, ołów i cynk to materiały niezmiernie ważne dla współczesnych technologii elektronicznych i wytwarzania akumulatorów. Zapotrzebowanie na nie gwałtownie wzrasta i firmy wydobywcze eksploatują znane złoża szybciej, niż geolodzy znajdują nowe. Niedawno międzynarodowy zespół naukowców odkrył zależność pomiędzy występowaniem złóż tych metali a grubością litosfery (skorupa i górna część płaszcza), uzyskując w ten sposób wiarygodną metodę ich odnajdywania.

Mark Hoggard, geolog z Harvard University oraz Lamont-Doherty Earth Observatory na Columbia University i zarazem pierwszy autor pracy opublikowanej w lipcu (2020) w „Nature Geoscience”, przyznaje, że cały projekt zaczął się przypadkowo. Kiedy drugi z autorów, Karol Czarnota z Geoscience Australia, przebywał z wizytą w Harvard University, wspomniał o swoim zaskakującym spostrzeżeniu, że złoża metali w północnej części Australii pokrywają się ze strefami wyznaczonymi przez zmiany grubości litosfery. Następnie badacze na podstawie dostępnych danych stwierdzili, że zależność tę obserwuje się globalnie i przy okazji wskazali kilka kolejnych miejsc, w których należałoby szukać nowych złóż. W swoim artykule przedstawili obszerne mapy prezentujące korelacje pomiędzy występowaniem znanych złóż metali a grubością litosfery i zaproponowali mechanizm, który tłumaczy występowanie tych zależności.

Litosfera sięga nawet 300 km poniżej powierzchni Ziemi, co sprawia, że „pomiary jej rzeczywistej grubości są niezwykle złożonym zadaniem dla geofizyków”, wyjaśnia Maureen Long, geofizyczka z Yale University, która nie brała udziału w opisywanych badaniach. W praktyce jej grubość oblicza się na podstawie pomiarów prędkości rozchodzenia się drgań związanych z trzęsieniami ziemi, które wykonuje się za pomocą sejsmometrów. Long podkreśla, że ze względu na ograniczoną liczbę trzęsień oraz nieregularne rozmieszczenie sejsmometrów „nasze metody badania struktury Ziemi nie są doskonałe”.

Aby otrzymać wysoko rozdzielczą mapę przedstawiającą grubość litosfery, Hoggard i jego współpracownicy połączyli i skalibrowali istniejące regionalne i globalne modele, uwzględniając dane o temperaturze i ciśnieniu uzyskiwane ze skał litosferycznych unoszonych na powierzchnię w erupcjach wulkanicznych. Na tej podstawie doszli do wniosku, że złoża metali występują w miejscach, gdzie litosfera ma około 170 km grubości. Próbując wytłumaczyć ten fakt, zauważyli, że metale na powierzchni Ziemi gromadzą się głównie w nieckach. Jeżeli znajdująca się pod nimi litosfera ma odpowiednią grubość, transport ciepła z głębszej części płaszcza może sprzyjać naturalnym procesom koncentracji związków metali i powstania złóż rudy.

Hoggard, wyjaśnia, że tradycyjne metody poszukiwania złóż wymagały zwykle „intensywnej pracy ludzi w terenie”, która polegała między innymi na badaniu zawartości minerałów w glebie i pomiarach ziemskiego pola magnetycznego w poszukiwaniu anomalii. Odkrycie dokonane przez geologów daje szansę na zdalne odnajdywanie rud. Hoggard podkreśla, że firmy wydobywcze już sięgają po te informacje, aby ukierunkować prowadzone poszukiwania. „Nowatorstwo tej pracy polega na […] powiązaniu głębszych struktur w górnej części płaszcza z czymś, co widzimy w pobliżu powierzchni, oraz z rozkładem występowania złóż metali – wyjaśnia Long. – To naprawdę niezwykle ekscytujące badania”.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.