Петрографические (A, D), SEM (B, E) и STEM (C, F) изображения пластинчатого марказита (A, B, C) и пластинчатого пирротита (D, E, F). Петрографические изображения получены в отраженном свете при плоской поляризации. Латунные минералы на изображении D представляют собой изокубанит, замещенный халькопиритом.
Сульфидные породы, поднятые со дна Тихого океана, самопроизвольно загорелись во время обработки в лаборатории. Об этом сообщила Геологическая служба США. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Образцы собрали в 2022 году во время экспедиции в трог Эсканаба у границы Орегона и Калифорнии. Это зона спрединга вдоль южной части хребта Горда, то есть участок, где тектонические плиты расходятся и на дне образуется новая кора. Район входит в исключительную экономическую зону США. Помимо Геологической службы, в работе участвовали Бюро по управлению энергией океана, Национальное управление океанических и атмосферных исследований и Океанографический институт Вудс-Хоул. Исследование возглавила океанолог Эми Гартман из Тихоокеанского центра прибрежных и морских наук.
Всего ученые подняли 57 образцов гидротермальных пород из четырех районов трога. В 41 из них основным минералом оказались сульфиды металлов. Породы сначала высушили сублимацией, то есть заморозкой, а затем стали измельчать при обычных атмосферных условиях. Два сульфидных образца в этот момент загорелись сами. Температура поднялась выше 100 °C, а исходное вещество полностью окислилось.
Оба образца в основном состояли из нанокристаллического марказита. Эта форма сульфида железа заместила пластинчатые кристаллы другого минерала, пирротина, и сохранила их форму. Такие вторичные породы менее стабильны, чем исходные, а марказит особенно плохо переносит контакт с кислородом. Окисление сульфидов идет с выделением тепла. На поверхности породы попадают в условия, совсем не похожие на морское дно: меняются давление, температура и влажность, появляется кислород. Дробление и измельчение добавляют энергии, которая запускает окисление и самонагрев.
Главный вывод работы касается глубоководной добычи. Массивные сульфидные залежи на дне образуются вокруг гидротермальных источников и содержат руды металлов. Международный орган по морскому дну уже выдал контракты на разведку таких залежей на Северном Срединно-Атлантическом и Юго-Западном Индийском хребтах, хотя саму добычу там пока не начали. Авторы предупреждают, что «подходы к безопасности, разработанные для наземных месторождений, могут не подходить напрямую для глубоководных материалов». Они предлагают отдельно оценивать риски для сульфидных залежей, разрабатывать инженерные меры против самонагрева и изучать, как состав конкретного месторождения влияет на опасность.
При этом исследователи подчеркивают, что не все сульфидные залежи морского дна обязательно склонны к самовозгоранию. Пока такое поведение подтверждено только для образцов из трога Эсканаба.
Ранее мы рассказывали, как зонды Argo Deep 6000 нырнули на 6 км, чтобы изучать почти всю толщу океана.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
