Металлы платиновой группы в вашем автомобиле происходят от древних метеоритов, которые бомбардировали молодую Землю.

Вы, наверное, слышали о каталитическом нейтрализаторе — это штука в выхлопной трубе вашего автомобиля, которая превращает неприятные несгоревшие углеводороды в менее токсичные выбросы.

Но мало кто из нас знает, что происхождение наших каталитических нейтрализаторов уходит корнями в одну из самых жестоких глав истории Земли: когда наша молодая планета подвергалась интенсивной бомбардировке огромными астероидами.

Каталитические нейтрализаторы сделаны из металлов платиновой группы — самых редких металлов на нашей планете, и они имеют внеземное происхождение.

ОК, резервное копирование. Что такое металлы платиновой группы?

Металлы платиновой группы — платина, палладий, родий, иридий, осмий, рутений и рений — семь самых редких металлов, обнаруженных на поверхности нашей планеты.

Вместе они составляют около 0,0000002 процента или 0,2 миллионной доли земной коры.

Эти металлы, которые мы для краткости назовем МПГ, ценятся не только из-за их редкости, но и из-за их исключительных каталитических свойств и устойчивости к химической коррозии и нагреванию.

Ожидается, что в ближайшие годы их спрос будет расти с развитием технологий экологически чистой энергии и растущей потребностью в таких вещах, как опреснительные установки.

И какое это имеет отношение к астероидам?

Около 4 миллиардов лет назад Земля недавно сформировала твердую кору и несколько примитивных океанов и была примерно на 40 градусов по Цельсию горячее, чем сегодня.

В то время он подвергался катастрофической бомбардировке космическими камнями.

Речь идет не о нескольких падающих звездах и даже не о паре метеоритных дождей, а о потоке 50-километровых астероидов, обрушивающихся на нашу планету раз в столетие.

Для справки, это примерно тот же размер, что и астероид, уничтоживший динозавров и столкнувшийся с Землей примерно раз в жизни человека.

Некоторые из этих столкновений с астероидами были настолько сильными, что могли испарить ранние моря обратно в атмосферу.

И они продолжали избивать Землю в течение нескольких сотен миллионов лет, принося с собой драгоценный груз: металлы платиновой группы.

Если они колотили Землю, то куда делись все МПГ?

Как вы, наверное, заметили, поверхность нашей планеты не усеяна астероидами диаметром 50 км.

Примерно полмиллиарда лет спустя, после того как метеоритная бомбардировка утихла, Земля «достигла половой зрелости» с началом тектоники плит.

Тектоника плит — это огромные плиты земной коры, которые складываются вместе, как головоломки, плавающие на мантии.

Там, где эти части головоломки сталкиваются, особенно там, где одна часть плотнее другой, плотная часть обычно вдавливается в мантию.

Там, где они расходятся, расплавленная лава прокладывает себе путь на поверхность, охлаждается и образует новую землю.

С момента самого раннего формирования тектоники плит поверхность нашей планеты была почти полностью переработана обратно в мантию, унося с собой МПГ.

Оказавшись там, МПГ образовали сплавы с железом и никелем и просочились сквозь мантию в наше плотное ядро.

Так как же на поверхности появляются МПГ?

Хотя в нашей мантии все еще есть некоторые МПГ, они имеют чрезвычайно высокую температуру плавления и должны быть перегреты, чтобы попасть в магму и пробиться на поверхность.

В прошлом это происходило из-за богатых магнием лав, называемых коматиитами, которые, как известно, извергались при температуре более 1600°С.

ABC Science на YouTube

Хотите больше науки — плюс здоровье, окружающая среда, технологии и многое другое? Подпишитесь на наш канал.

Читать далее

Единственное, недра Земли со временем становились все холоднее и холоднее, и эти сверхгорячие, богатые магнием магмы больше не извергаются.

Таким образом, единственное место, где мы можем найти их останки и МПГ, которые они вынесли на поверхность, — это действительно старые части коры — вдали от тектонических границ плит — которые долгое время не перерабатывались в мантию.

Если это звучит знакомо, вы правы. Это довольно хорошо описывает большую часть Австралии.

Но хотя у Австралии есть запасы этих металлов в таких регионах, как кратон Йилгарн в Западной Австралии, в настоящее время мы обеспечиваем только 0,1% мирового спроса на МПГ.

Самый большой тайник находится на участке очень старой корки в Южной Африке.

Тайник из Южной Африки

Рядом с Преторией, к северу от Йоханнесбурга в Южной Африке, находится 7-километровый слой древней застывшей магмы, называемый комплексом Бушвельд.

Основание этой стопки состоит из коматиитовых магм.

И в этом месторождении есть кристаллы, образующие многочисленные тонкие слои, простирающиеся на площади, в 25 раз превышающей размер ACT.

Хотя это было явно огромное количество магмы, большая часть наших глобальных запасов МПГ сосредоточена только в двух слоях — один толщиной 30 сантиметров и другой толщиной 100 сантиметров — внутри 7-километровой груды кристаллов.

Ученые считают вероятным, что слоистые породы образовались в результате множества небольших инъекций магмы, так что каждый выброс создавал свой собственный тонкий слой кристаллов в форме лепешки.

Это означает, что металлы платиновой группы, вероятно, были сконцентрированы в сложной водопроводной системе с множеством труб и небольшими бассейнами магмы, которую мы не можем увидеть сегодня.

Какое это имеет отношение к нам?

Если вы ищете эти редкие металлы ближе к дому, вы найдете их в каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов вашего автомобиля.

Ваш каталитический нейтрализатор содержит смесь платины, палладия и родия в ячеистой сетке, чтобы увеличить площадь поверхности и улучшить воздействие выхлопных газов вашего автомобиля.

Эти редкие металлы превращают монооксид углерода и несгоревшие углеводороды в диоксид углерода и воду.

Хотя углекислый газ ни в коем случае не является экологически чистым выхлопом автомобиля, дышать им, безусловно, намного безопаснее, чем необработанными выхлопными газами.

Каждый каталитический нейтрализатор содержит от 3 до 7 граммов МПГ — размером с 10-центовую монету.

Еще из топ-5 ученых 2019 года

• Нет, объем нашего внимания не ухудшается. Вот почему кажется, что они
• Пытаетесь улучшить здоровье своего мозга с помощью судоку, сахара или даже секса? Давайте посмотрим на доказательства
• Приложения для ставок создают персонализированные тексты, и это заставляет нас больше рисковать
• Думаете о лазерной хирургии глаза? Вот все, что вам нужно знать

Хотя это самый богатый запас в мире, наиболее богатые МПГ породы в Южной Африке по-прежнему содержат в среднем всего 4 грамма на тонну.

Чтобы получить достаточное количество металлов платиновой группы для вашего каталитического нейтрализатора, шахтерам нужно выкопать примерно столько же камня, сколько стоит небольшой автомобиль хэтчбек.

Что может показаться большим усилием для такой маленькой награды.

Но опять же, вы в основном ездите с куском метеорита возрастом 4 миллиарда лет, который упал в мантию Земли и снова поднялся!

Доктор Доминик Таннер — преподаватель геохимии в Школе наук о Земле, атмосфере и жизни Университета Вуллонгонга. Она также входит в пятерку лучших ученых 2019 года.

Наука в вашем почтовом ящике

Получите все последние научные истории со всей ABC.

Ваша информация обрабатывается в соответствии с Заявлением о конфиденциальности ABC.

Размещено 18 авг 2019 18 авг 2019 вс 18 авг 2019 в 1:00 , обновлено 19 авг 2019 19 авг 2019 пн 19 авг 2019 в 1:49