Powszechnie przyjmuje się, że jądro Ziemi jest — przynajmniej pod względem geochemicznym — odizolowane od reszty planety. Okazuje się jednak, że wcale tak nie jest, bowiem część materii z jądra wycieka do płaszcza i stopniowo przesuwa się ku powierzchni planety. Mowa tutaj o tzw. pierwiastkach syderofilnych, czyli tych, które chętnie wiążą się z żelazem, jak złoto, platyna, pallad czy ruten i stopniowo wydostają się z jądra, przemieszczając się ku powierzchni poprzez płaszcz Ziemi.
Odkrycie to rzuca nowe światło na dynamikę wnętrza naszej planety. Dotychczas sądzono, że większość metali szlachetnych obecnych w skorupie ziemskiej pochodzi z meteoroidów i planetoid, które uderzały w Ziemię we wczesnej historii naszej planety. Teraz okazuje się, że część tych metali może mieć znacznie głębsze, endogeniczne pochodzenie.
Czytaj także: Złoto z wnętrza Ziemi wychodzi na powierzchnię w zaskakujący sposób. Zdumiewające odkrycie
Badania przeprowadzone przez zespół geochemików pod kierunkiem dr. Nilsa Messlinga z Uniwersytetu w Getyndze, skupiają się na analizie izotopów rutenu w skałach wulkanicznych pochodzących spod litosfery Hawajów. Ruten — podobnie jak złoto czy platyna — podczas formowania się Ziemi opadł do tworzącego się w jej wnętrzu metalicznego jądra. W efekcie niemal wszystkie pierwiastki syderofilne znalazły się we wnętrzu planety. Szacuje się, że jądro zawiera ponad 99% ziemskiego złota — wystarczająco dużo, by pokryć całą powierzchnię kontynentów warstwą o grubości pół metra.
Wykorzystując udoskonalone techniki spektrometrii mas, zespół Messlinga zidentyfikował w próbkach z hawajskich wulkanów wyraźny nadmiar rutenu-100. To pierwszy jednoznaczny dowód na to, że materiał pochodzący z głębokiego wnętrza planety przemieszcza się ku powierzchni. Naukowcy uważają, że pierwiastki te są transportowane ku górze przez konwekcyjne ruchy płaszcza, a następnie unoszone przez magmę w rejony powierzchni planety, gdzie mogą być wydobywane przez człowieka.
Choć wyciek metali z jądra odbywa się bardzo powoli i nie ma praktycznego znaczenia dla górnictwa, to odkrycie to zmienia nasze rozumienie głębokiej geochemii Ziemi. Pokazuje, że jądro nie jest strukturą całkowicie odizolowaną, a wewnętrzne warstwy planety oddziałują ze sobą znacznie intensywniej, niż dotąd przypuszczano. To, co kiedyś uważano za stabilne i ograniczone przestrzennie, w rzeczywistości okazuje się być dynamiczne i płynne.
Czytaj także: Wiemy, gdzie znajduje się 99% ziemskiego złota. To dobra i zła wiadomość
Współautor badania, prof. Matthias Willbold, również z Uniwersytetu w Getyndze, podkreśla, że to zjawisko może mieć jeszcze szersze implikacje. Uważa on, że ogromne ilości przegrzanej materii — potencjalnie setki kwadrylionów ton — przemieszczają się z granicy jądra i płaszcza ku górze, a ich wynurzenie się może z czasem prowadzić do powstawania wysp wulkanicznych, takich jak Hawaje.
Oprócz pogłębienia naszej wiedzy o Ziemi, badanie to otwiera również nowe możliwości badania innych skalistych planet. Jeśli podobne procesy zachodzą także poza Ziemią, mogą one wpływać na geologię i skład chemiczny egzoplanet w całym Wszechświecie — co w przyszłości może odegrać kluczową rolę w poszukiwaniach planet podobnych do naszej.