Naudingosios iškasenos, kuriose atsispindi planetos istorija (I)

Daugumos vertingų medžiagų mus supančiame pasaulyje yra labai nedaug, o kartais visiškai menki kiekiai. Bet dėl įvairių gamtos triukų kai kuriose vietose tų medžiagų koncentracija pasirodo esanti tūkstančius, milijonus, milijardus kartų didesnė už vidutinę.

Kai toks natūralus koncentratas tampa tinkamas pramoninei gavybai, mes kalbame apie telkinius. Taip, telkinys - ekonominė sąvoka. Tokių lobių kilmė yra glaudžiai susijusi su mūsų kampelio kosmose istorija, gyvybės atsiradimu Žemėje. Supažindiname su šešiomis labai įvairiomis naudingosiomis iškasenomis, kurių telkiniai formavosi gilioje senovėje. Juose įamžinta istorija sudėtingiausių procesų, dėl kurių mūsų planeta tapo tokia, kokia yra turime šiandien.

Auksas

Šitam brangiam metalui tenka tik vienas iš 3 milijardų atomų Žemės plutoje. Kyla klausimas: aukso smilčių kruopelytėje - milijardų milijardai aukso atomų. Kaip jie, tie rečiausi atomai, susibūrė į vieną vietą? O juk būna ir aukso grynuolių, sveriančių dešimtis kilogramų!

Natūralaus retų atomų koncentravimosi proceso detalės dar tikslinamos, bet bendrais bruožais jis yra aiškus. Kadangi auksas - sunkusis metalas, Žemės gelmėse jo yra daugiau negu paviršiuje. Į paviršių jis patenka kaip magminių uolienų, kurias nuolatos plauna požeminiai vandenys, sudėtinė dalis. Vykstant cirkuliacijai, uolienų plyšiuose kinta jų temperatūra ir cheminė sudėtis, ir susidarius palankioms sąlygoms aukso dalelės nusėda ant plyšių sienelių. Ant „auksuoto paviršiaus" nusėda nauji aukso atomai. Taip susidaro aukso gysla. Vykstant turtingų aukso gyslų erozijai, aukso dalelės, nusėdusios uolienos plyšiuose, atsiskiria nuo pagrindo ir nusėda vėl, vis stambėdamos. Taip per keletą stadijų gamta šimtus milijonų kartų įsodrina auksą, suformuodama aukso sąnašynus ir grynuolius.

O ar negalima kažką panašaus padaryti dirbtinai? Apie tai pirmą kartą buvo susimąstyta prieš 150 metų, kai britas chemikas E.Sonstatas (E.Sonstadt) paskelbė, jog jūros vandenyje aukso koncentracija yra 65 mg/1 kub. m. Paskaičiavus jo kiekį visame pasauliniame vandenyne, pasirodė, kad jame yra ištirpusios beveik 100 mlrd. tonų aukso. Iškart atsirado daugybė išradėjų ir aferistų, norinčių pradėti šio aukso gavybą. Vėlesni tyrimai parodė, kad aukso jūros vandenyje yra 1000 mažiau, 5-10 mikrogramų/1 kub.m. Vadinasi, aukso vandenynuose yra tik 10 mln. tonų. Pastaraisiais metais susidomėjimas aukso gavybos iš jūros vandens tema vėl auga. Tačiau daugelis išradėjų nežino, kad duomenys apie aukso kiekį vandenyne jau paseno. XX a. pabaigos vertinimais visame pasauliniame vandenyne yra tik kelios dešimtys tūkstančių tonų aukso. Turint omeny, kad pasaulyje iškasama apie 3500 tonų aukso per metus, vandenynas kaip aukso gavybos šaltinis galutinai netenka patrauklumo.

Geležis

Geležis - unikalus elementas, galutinė stotelė žvaigždžių termobranduolinių reakcijų grandinėje. Pagal masės dalį Saulės sistemoje geležis nusileidžia tik deguoniui, angliai ir neonui. Geležis - didžiausią Žemės dalį pagal masę sudarantis elementas, geležis sudaro 32 proc. mūsų planetos masės (deguonies yra 30 proc.). Taigi Žemė yra veikiau geležinė, o ne akmeninė planeta. Tik dėl didelės atominės masės beveik visa geležis „nuskendo", sudarydama Žemės branduolį, o Žemės plutoje jos liko tik apie 5 proc. Žinoma, 5 proc. yra nemažai, lyginant, pvz., su variu (0, 006 proc.) arba auksu (0,0000004 proc.), bet geležis plutoje yra pasiskirsčiusi netolygiai. Kai kurie telkiniai buvo atrasti dėl geležies oksidų mineralo magnetito, sukuriančio magnetines anomalijas. Taip jau XVIII a. buvo atrastas didžiausias Žemėje geležies rūdos baseinas - Kursko magnetinė anomalija.

Druska

Mokykloje yra mokoma, kodėl jūros vanduo yra sūrus. Lietaus vanduo prasiskverbia į dirvą, jame ištirpsta druskos ir su upėmis patenka į jūrą. Paskui jūros vanduo garuoja, o druska lieka ir kaupiasi. Iš esmės vaizdas yra teisingas. Tik šiuolaikiniais duomenimis Pasaulinio vandenyno druskingumas praeityje buvo iš esmės didesnis negu šiandien. Kodėl? Upės Žemėje pradėjo aktyviai tekėti maždaug prieš 2,5 mlrd. metų. Tai yra nustatyta pagal nuosėdinėse uolienose esantį stroncio-87, kurį vanduo išplauna iš žemyninio granito, kiekį. Dėl upių vandenyno druskingumas tapo 1,5-3 kartus didesnis negu dabartinis. Bet druskingumas gali ir mažėti.

Austrijos Alpėse yra mažas Halštato miestelis, išsidėstęs ant ežero, įsispraudusio tarp kalnų, kranto. Jis garsus tuo, kad šalia veikia seniausia pasaulyje kasykla. Gretimame kalne jau prieš 7 tūkst. metų buvo pradėta kasti druska. Žmonės ne šiaip ėmė nuo žemės tai, kas buvo prieinama, o tikslingai kasė tunelius, nusidriekiančius šimtus metrų po žeme, ir prekiavo druska su tolimais kraštais. Nuo XIII a. druskos kasykla tapo vienu svarbiausių Habsburgų dinastijos aktyvų. XIX a. viduryje netoli šachtos buvo rasta daugiau kaip 1000 priešistorinių kalnakasių palaidojimo vietų. Viename tunelyje 2003 m. rasti seniausi Europoje mediniai laiptai, kuriems - 3250 metų. Kalno viduje slepiasi druskos kupolas - išlinkęs šimtų metrų uolienos sluoksnis, kuriame druskos vietomis yra iki 90 proc.

Tokie druskos klodai nuolatos susidarydavo per visą Žemės istoriją. Paskui dėl vykstančių kalnų formavimosi procesų kai kurie jų iškilo virš jūros lygio. Ypač intensyviai druska nusėsdavo ten, kur išdžiūdavo seklios jūros. Būtent taip atsirado Halštato telkinys.

Šiandien vandenyno druskingumas siekia 35 promiles (35‰), tai yra 35 g druskos litre vandens. Dauguma dabartinių daugialąsčių augalų ir gyvūnų nepakelia didesnio kaip 50‰. druskingumo, tokiomis sąlygomis gali gyventi tik melsvabakterės. Arizonos universiteto geologas ir planetologas prof. Polas Knautas (Paul Knaut) iškėlė hipotezę, kad būtent druskingumo sumažėjimas galėjo tapti viena iš „biologinės įvairovės Kambro sprogimo" prielaidų. Taip vadinamas staigus sudėtingų organizmų suklestėjimas vandenyne, prasidėjęs prieš maždaug 540 mln. metų po milijardus metų trukusio vienaląsčių organizmų dominavimo Žemėje.

(Bus daugiau)