Есть мнение, что в поисках богатых месторождений следует лететь на «рудничное чудо» – Меркурий. Хотя и на Венере какая-нибудь «урановая Голконда» вполне может быть. И это мнение заслуженное, – восходящая к творчеству титанов научной-фантастики «золотого века». Однако ошибочное. К титанам претензий нет, – они опирались на научные представления середины прошлого века. Тогда уже было известно, что, судя по плотности тела (с поправкой на гравитационное сжатие), в составе Меркурия больше металлов, чем в составе Земли. Но представления о геологической эволюции планет, фактически, отсутствовали.
Следовательно, о представлениях. Вопрос формирования тел затрагивался уже много раз, но читатели жаловались от отсутствие целостной и последовательной картины роста планеты. Начиная же с вопросов общих, приходится вернуться к туманности – газопылевой. Сразу понятно, что состоит она из газов и пыли, проблема происхождения и состава которых рассматривалась в отдельной публикации. Здесь же достаточно сказать, что «пыль» включает в себя все вещества и химические соединения находящиеся в твёрдом агрегатном состоянии при характерной для холодной туманности температуре. Главным образом это лёд, – обычный, водяной. Но нам он не интересен, – ведь, речь о формировании месторождений полезных ископаемых, а не океанов. Следовательно, туманность уже не холодная, а основательно раскалившаяся внутри «снеговой линии» остаточного диска молодой звезды.
В зоне формирования каменистых планет все формы льда переходят в пар, твёрдый же «осадок» собирается в хондры – космический «песок». В состав пылинок входят вещества с высокой температурой плавления. Это, прежде всего, кремнезём (SiO2) и не окисленное железо. Так же, в составе хондр много углерода в виде карбидов, высокомолекулярных углеводородов и просто аморфного – сажи. Много серы. Много – до 20% – связанных (застрявших в кристаллических решётках) воды и газов. И много всего остального… То есть, картина требует дополнительного упрощения. Поведение углерода и серы, норовящих при нагреве перейти в летучие соединения, как и высвобождающейся воды, очень сложно, и требует отдельного рассмотрения. В данном же случае речь пойдёт только о металлах. За редчайшими исключениями они-то в газообразную форму перейти не стремятся. И в составе хондры, пусть, может, и по одному атому, присутствуют все, какие только таблица Менделеева предусмотрела.
...Когда же остаточный диск распадается на отдельные кольца, из металло-силикатного песка начинают слипаться подобные Фобосу планетезимали. Но распределение химических элементов внутри каждого из таких тел ещё однородно. Редкие элементы равномерно рассеяны в массе кремния и железа. Это не значит, что химический состав хондритов одинаков. Но меняется он, – по мере того, как хондриты подвергаются воздействию высоких температур и давления при ударах, – за счёт вариаций содержания соединений углерода и воды. С основой же – из кремния и металлов – ничего особенного не происходит.
И теперь уже сразу о «месторождениях». Хотя, в составе малых тел элементы рассеяны, хондриты уже являются ценным сырьём. Содержание железа в них, – тем более уже чистого, – выше, чем в каких-либо из руд. Однако в середине прошлого века более перспективной считалась добыча из хондритов никеля. Железо, просто, слишком дёшево стоит… С другой же стороны выделение из хондритов, скажем, золота или урана, столь же бестолковое занятие, как и добыча этих металлов из морской воды… Они там есть, – и много, – но рассеяны, и возни с ловлей отдельных атомов будет столько, что никакого золота не захочешь.
То есть, исключая частный случай железа (допустим, ещё никеля и магния), проблема формирования месторождения сводится к обогащению «руды» – концентрации редкого элемента. А для этого в теле должны пойти какие-то процессы. Начаться движение. Происходит это в момент, когда поперечник пленетезимали превышает рубеж в 500 километров. Тогда она превращается в планетоид. Накопившееся ударное и радиогенное тепло приводит к плавлению вещества. «Картофелина» приобретает сферическую форму, и внутри неё происходит первичная дифференциация недр.
...И здесь нужно обратить внимание на слово «первичная», подразумевающее и наличие «вторичной» дифференциации. Всё так и есть. Первичная дифференциация вещества (железо и никель тонут, прочее же «всплывает») приводит к результатам достаточно хорошо изученным, благодаря продолжающемуся до сих пор выпадению на Землю мелких обломков планетоидов – их металлических ядер, силикатной мантии и коры. Образующиеся при это горные породы – конгломераты минералов, – сходны с земными базальтами и оливинами. Отмечено также образование рудных жил… Но всё это не имеет отношения к делу, потому что при слиянии планетоидов в планету, в любом случае, возникает мешанина. Приправляемая дополнительно осколками планетезималей и продолжающей оседать пылью.
Уже в составе планеты дифференциация вещества производится заново, – при более высокой температуре, и, вообще, иным способом. Если планетоид плавится от центра, то планета – с поверхности, где выделяется ударное тепло. Так что, условно «холодное», содержащее ещё много летучих веществ ядро молодой Земли было окружено океаном перегретой, едва прикрытой со стороны космоса коркой шлаков мантии. В расплаве же дифференциация элементов развернулась заново. Процессы быстрого опускания тяжёлых и поднятия лёгких веществ в архее (4000-2500 миллионов лет назад) являлись дополнительным источником разогрева.
…В мантии же элементы вступали в химические реакции друг с другом, образуя минералы с новыми физическими свойствами, – включая и плотность. Минералы, в свою очередь, следуя своим свойствам и захватывая склонные к этому молекулы ни с чем не соединённые, собирались в породы. Разного, соответственно, химического состава. Для разделение фракций требовалось взбалтывание, – и за этим дело не стало. Но дальнейшее развитие событий, – как и ответ на вопрос, «почему уран не собрался в центре планеты», – требуют отдельной публикации.