Procesi koji izvlače zlato na površinu iz dubine Zemljinog plašta oslanjaju se na sumpor koji mjehuri ispod aktivnih vulkana.
Dva nova rada su se složila da neki oblici sumpora stvaraju molekularne veze sa zlatom koje bi inače ostalo povučeno u plaštu, dopuštajući dragocjenom elementu da se digne.
Ono oko čega se baš i ne slažu jest koji je oblik sumpora najvažniji.
Prema numeričkom modeliranju i eksperimentima koje je proveo tim geologa predvođen Deng-Yang Heom s Kineskog sveučilišta geoznanosti, trisumpor je ključan. No, prema eksperimentima koje su proveli Stefan Farsang i Zoltán Zajacz sa Sveučilišta u Ženevi, bisulfid je ključni igrač, piše Science Alert.
Oba su skupa rezultata zanimljiva i vrijedna praćenja – jer razumijevanje načina nastajanja naslaga zlata može nam pomoći da maksimalno iskoristimo ovaj prekrasan, vrijedan i koristan izvor.
Naslage zlata često su povezane s vulkanskom aktivnošću na mjestima gdje se spajaju tektonske ploče. Tamo rub jedne tektonske ploče može skliznuti ispod susjedne ploče, stvarajući ono što je poznato kao zona subdukcije. Interakcije između dviju ploča stvaraju područje prožeto potresima i vulkanima, kao što je dugi lanac vulkana poznat kao Pacifički vatreni prsten.
Zlato u tim naslagama potječe duboko ispod Zemljine površine, u plaštu. Prepušten sam sebi, gusti bi metal ostao tamo; ali se ugrađuje u magme koje se uzdižu putem vulkanske aktivnosti na površinu, gdje se taloži.
Naučnici vjeruju da je ključ za njegov transport sumpor. Sumpor se snažno veže s teškim metalima, uključujući zlato. Ali kakav oblik taj sumpor ima za prijenos zlata kroz Zemljine subdukcijske zone tema je rasprave među zemaljskim znanstvenicima.
Deng-Yang He i njegovi kolege eksperimentirali su s različitim pritiscima i temperaturama kako bi razvili termodinamički model koji bi mogao predvidjeti uvjete u stvarnom svijetu koji rezultiraju transportom zlata. Otkrili su da se, na nizu vrlo specifičnih temperatura i pritisaka, gdje se voda zagrijava i oksidira dok Zemljina kora tone, zlato i trisulfid povezuju u topljivi kompleks s formulom Au(HS)S3–.
Ovaj kompleks, pokazali su njihovi izračuni, može transportirati koncentracije zlata od nekoliko grama po kubnom metru tekućine – više od tri reda veličine više od prosječne količine zlata u Zemljinom plaštu. To je iznimno učinkovito sredstvo ispijanja zlata iz plašta i bacanja u koru.
"Ovaj termodinamički model koji smo sada objavili prvi je koji otkriva prisutnost kompleksa zlato-trisumpor za koji prije nismo znali da postoji u ovim uvjetima", kaže geolog Adam Simon sa Sveučilišta u Michiganu.
"Ovo nudi najvjerovatnije objašnjenje za vrlo visoke koncentracije zlata u nekim mineralnim sustavima u područjima subdukcijske zone."
Ali to možda nije jedino prijevozno sredstvo. U svom eksperimentu provedenom na Sveučilištu u Ženevi, Farsang i Zajacz pronašli su način za podešavanje oksidacijskog stanja sumpora u svom eksperimentu, dodajući ga uvjetima pritiska i temperaturama od 875 stupnjeva Celzijusa, u skladu s prirodnom temperaturom magme.
Prethodni eksperimenti, uključujući često citirani rad iz 2011., pokazali su da je trisumpor odgovoran za prijenos. Novi rezultati pokazali su da su bisulfid, hidrogen sulfid i sumpor-dioksid jako prisutni na magmatskim temperaturama.
Ovo je zanimljivo jer bisulfid igra ulogu u transportu metala u hidrotermalnim tekućinama, koje imaju nižu temperaturu. Smatralo se da bisulfid ne može postojati na magmatskim temperaturama; ali je rad Farsanga i Zajacza otkrio da može.
"Pažljivim odabirom naših laserskih valnih duljina," kaže Farsang, "također smo pokazali da je u prethodnim studijama količina sumpornih radikala u geološkim tekućinama bila ozbiljno precijenjena i da su rezultati studije iz 2011. u stvari temeljeni na mjernom artefaktu, stavljajući kraj ove rasprave."