شكل جديد من الكبريت موجود في السوائل الجيولوجية - الأيون الذي يرمز له بـ S3-. ويمكن أن يوفر هذا الاكتشاف طرقًا لتحديد رواسب جديدة من المعادن الثمينة، مثل الذهب والنحاس
الكبريت هو العنصر السادس الأكثر وفرة على الأرض ويلعب دورا هاما في العديد من العمليات البيولوجية والجيولوجية. وحدد فريق مشترك من الباحثين من ألمانيا وفرنسا، استنادا إلى قياسات معملية، شكلا جديدا من الكبريت الموجود في السوائل الجيولوجية - الأيون الذي يرمز له بالرمز S3-. ويمكن أن يوفر هذا الاكتشاف طرقًا لتحديد رواسب جديدة من المعادن الثمينة، مثل الذهب والنحاس. ونشرت النتائج في مجلة العلوم المرموقة.
حتى اليوم، اعتقد علماء الكيمياء الجيولوجية أن هناك شكلين فقط من المركبات المحتوية على الكبريت موجودة داخل الأرض: الكبريتيدات (على أساس H2S أو S2-) والكبريتات (على أساس H2SO4 أو SO42-). وحتى اليوم، لم تكن هناك طريقة لإدخال كاشف مباشرة في الموائع الحرارية المائية (سائل مائي طبيعي ساخن تبلغ درجة حرارته عادة أكثر من مائة درجة مئوية) المتدفقة بين الصخور من أجل التحقق من هذه النظرية.
ومن أجل التغلب على هذه المشكلة واختبار فرضيتهم، ابتكر الباحثون أولاً سوائل مشابهة لتلك الموجودة في قشرة الأرض ووشاحها، أي المحاليل التي تحتوي على عنصر الكبريت (S) والثيوكبريتات (جزيئات تحتوي على الأيونات S2O32−). وفي الخطوة التالية، استخدموا خلية سندانية ماسية من أجل إيصال السوائل إلى درجات حرارة وضغوط كتلك الموجودة على أعماق عدة كيلومترات في سماكة الأرض (عدة مئات من الدرجات وعشرات الآلاف من الأجواء).
واستخدم الباحثون طريقة بصرية تعرف باسم مطيافية رامان للتعرف على الأشكال الكيميائية، وفوجئوا باكتشاف ليس فقط شكلين من الكبريت، بل ثلاثة، والثالث هو أيون ثلاثي كبريتيد S3-. كان هذا الاكتشاف بمثابة مفاجأة مزدوجة: على الرغم من أن هذا الشكل كان معروفًا بالفعل لدى الكيميائيين (يوجد في زجاج السيليكات المحتوي على الكبريت وفي الأصباغ الزرقاء الداكنة، على سبيل المثال)، إلا أنه لم يتم ملاحظته مطلقًا في المحاليل المائية.
إن العثور على هذا الأيون خلال هذه التجارب يعني أن الكبريت يجب أن يكون أكثر قدرة على الحركة في السوائل الحرارية المائية في القشرة الأرضية مما كان يعتقده الباحثون سابقًا. ويرجع ذلك إلى أنه على عكس الكبريتيدات والكبريتات، التي ترتبط بالمعادن بمجرد ظهورها في السوائل، فقد ثبت أن أيون S3- مستقر بشكل خاص في البيئة المائية. وبعبارة أخرى، تحت سطح الأرض، يجب على هذه الأيونات أن تنتقل لمسافات طويلة في شكلها الذائب، وتسحب معها المعادن التي كانت مرتبطة بها. لذلك، من الممكن أن تكون هذه القشرة الكيميائية هي مادة النقل الرئيسية للمعادن في رواسب رئيسية من الذهب والنحاس: أحزمة الحجر الأخضر الأثرية ومنطقة الاندساس الصهارة.
ومن الممكن أن يوفر هذا الاكتشاف إشارات إضافية لصالح طرق البحث عن رواسب جديدة من خلال مساعدة الجيولوجيين على تحديد المسارات التي تتحرك من خلالها المعادن قبل تكوين شرائح الخام بين الطبقات الصخرية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود أيون S3- في السوائل الحرارية المائية قد يؤثر على نماذج توزيع نظائر الكبريت، التي لم تأخذ في الاعتبار هذه الأشكال الكيميائية حتى الآن. ويمكن لهذه النتائج، على سبيل المثال، أن تساعد العلماء على اكتساب المزيد من الأفكار بشأن الظروف الجيولوجية التي سادت قشرة الأرض وعلى سطحها لفترة قصيرة بعد ظهور الحياة.
תגובה אחת
أردت تصحيح بعض الأخطاء كما هو مكتوب في متن المقال، هذا الأيون ليس جديدا، فهو معروف منذ سنوات عديدة، وهو ما يعطي اللون الأزرق لحجر اللازورد الكريم. الابتكار في المقال هو الدور الجيوكيميائي لهذا التكوين.
وبصرف النظر عن هذا، فإن علماء الكيمياء الجيولوجية على دراية بالعديد من أشكال الكبريت في البيئات الجيولوجية إلى جانب الكبريتيدات والكبريتات (على سبيل المثال polysulfides، sulfites، thiosulfates).