Các nhà khoa học giải thích tại sao vàng và bạch kim lại gần bề mặt Trái đất hơn

Các nhà khoa học tại Đại học Yale và Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) cho biết họ đã thu được một số thông tin mới có giá trị về câu chuyện vàng. Nghiên cứu mới đưa ra lý thuyết về cách vàng, bạch kim và các kim loại quý khác tìm đường vào các lớp nông của lớp phủ Trái đất. Câu chuyện bắt đầu bằng những vụ va chạm dữ dội của các vật thể lớn trong không gian, tiếp tục ở vùng bán nóng chảy của lớp vỏ Trái đất và kết thúc bằng việc kim loại quý tìm thấy một nơi an nghỉ khó có thể xảy ra, gần bề mặt hành tinh hơn nhiều so với dự đoán của các nhà khoa học.

Kết xuất nghệ thuật về một vụ va chạm lớn trên Trái đất sơ khai. Các nhà khoa học của Yale và SwRI đã đề xuất một lý thuyết mới để giải thích tại sao vàng và bạch kim lại gần bề mặt Trái đất hơn, tập trung vào một vùng lớp phủ “tạm thời” duy nhất có chức năng giữ và phân phối các kim loại này. Nguồn: SwRI/Marchi

Ezoic Jun Korenaga, giáo sư khoa học Trái đất và hành tinh tại Trường Khoa học và Nghệ thuật Yale, và Simone Marchi, nhà nghiên cứu tại SwRI ở Boulder, Colorado, cung cấp thông tin chi tiết trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Lý thuyết mới của họ đưa ra câu trả lời khả dĩ cho câu hỏi chưa có lời giải đáp về việc làm thế nào vàng, bạch kim và các kim loại quý khác lại xâm nhập vào các lớp nông của lớp phủ Trái đất thay vì đi sâu vào lõi. Nhìn rộng hơn, lý thuyết mới làm sáng tỏ cách các hành tinh hình thành trong vũ trụ.

Korenaga cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi là một ví dụ điển hình về cách chúng tôi đã có những khám phá bất ngờ sau khi xem xét lại kiến ​​thức thông thường."

Nghiên cứu mới nhất của các nhà khoa học trên thế giới xác nhận rằng hàng tỷ năm trước, Trái đất sơ khai đã va chạm với một vật thể lớn có kích thước bằng mặt trăng trong không gian, để lại các trầm tích vật chất xếp thành Trái đất ngày nay. Nhưng quá trình hấp thụ này luôn là một điều bí ẩn.

Ngoài việc được đánh giá cao về độ khan hiếm, tính thẩm mỹ và công dụng trong các sản phẩm công nghệ cao, vàng và bạch kim còn được gọi là những nguyên tố có tính "ironophile" cao. Độ bám dính của chúng với sắt mạnh đến mức chúng gần như tích tụ hoàn toàn trong lõi kim loại của Trái đất - hoặc kết hợp trực tiếp với sắt khi va chạm hoặc chìm nhanh chóng từ lớp phủ vào lõi. Theo logic đó, chúng không nên tập trung trên hoặc gần bề mặt Trái đất. Tuy nhiên, họ tập hợp lại.

Lý thuyết của Korenaga và Marchi xoay quanh một vùng mỏng "tạm thời" trong lớp phủ trong đó các phần nông của lớp phủ tan chảy trong khi các phần sâu hơn vẫn ở dạng rắn. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khu vực này có các đặc tính động học đặc biệt giúp bẫy các thành phần kim loại rơi xuống một cách hiệu quả và vận chuyển chúng từ từ đến các phần khác của lớp phủ.

Họ đưa ra giả thuyết rằng quá trình vận chuyển này vẫn đang diễn ra, với tàn tích của vùng nhất thời xuất hiện dưới dạng "vùng vận tốc cắt thấp lớn" -- những dị thường địa vật lý nổi tiếng nằm sâu trong lớp phủ Trái đất.

Marchi: "Những vùng nhất thời như vậy hầu như luôn được hình thành khi các vật va chạm lớn tấn công Trái đất sơ khai, điều này khiến lý thuyết của chúng tôi khá đáng tin cậy."