Вулканические процессы в недрах Земли проходят в экстремальных условиях, которые трудно воспроизвести в лаборатории. В Женевском университете (UNIGE), тем не менее, сумели это сделать — и совершили открытие, о котором рассказали в Nature Geoscience.

При столкновении тектонических плит одна из них погружается в мантию Земли и «выдавливает» магму. Та, поднимаясь, образует магматические флюиды — насыщенные минералами растворы.

Магматические флюиды важны, потому что несут к поверхности золото, медь и другие металлы в форме солей.

Реакционноспособная, богатая разными валентностями сера отлично для этого подходит. Один лишь спор разделял научное сообщество более десяти лет: каково окислительное состояние серы, присутствующей в магматическом флюиде в качестве переносчика металлов?

Ученые поместили кварцевый цилиндр и жидкость с таким же, как у магматического флюида, составом в герметичную золотую капсулу, которую подвергли воздействию давления и температуры, как в недрах Земли. Кварц ожидаемо растрескался — и впитал флюид, а экспериментаторы тем временем при помощи лазерной рамановской спектроскопии внимательно изучили, какую форму приняла сера.

В искусственных магматических растворах сера присутствует в трех видах: бисульфид (HS-), сероводород (H2S) и диоксид серы (SO2). Бисульфид считался нестабильным при магматических температурах, однако новое исследование это опровергло — и, более того, он и оказался главным переносчиком золота.

Большая часть мировой добычи меди и золота происходит из месторождений, образованных магматическими флюидами, поэтому результаты экспериментов швейцарских геохимиков станут большим подспорьем в их разведке.

Придуман способ добывать редкие металлы в космосе

Как образуются сапфиры в вулканах — неожиданная версия ученых