Происхождение. Как Земля создала нас

Поскольку металлы платиновой группы так редки, их можно добывать только из пород, в которых они содержатся в значительно более высокой концентрации, чем в среднем в земной коре. Это происходит в местах, прошедших довольно хитроумный геологический процесс. Металлы платиновой группы могут обогащать некоторые медные и никелевые руды, поэтому отчасти их добыча – побочный продукт производства этих промышленно значимых металлов. В частности, это происходит в шахтах близ российского города Норильска, где разрабатывают залежи, которые сформировались при извержении лавы, создавшем Сибирские траппы в конце пермского периода, 250 миллионов лет назад[400], и в кратере Садбери в Канаде. Кратер Садбери – один из крупнейших и старейших кратеров на Земле, оставшихся после падения астероидов. Изначально он достигал 250 километров в диаметре, а образовался 1,85 миллиарда лет назад, когда в нашу планету врезался астероид диаметром более 10 километров. Эта колоссальная дыра в земле наполнилась магмой, содержавшей медь, никель, золото и металлы платиновой группы, а затем она кристаллизовалась в богатые руды[401]. Однако, безусловно, самый изобильный источник металлов платиновой группы – это один-единственный регион в Южной Африке[402]. Около 95 % мировых резервов металлов платиновой группы залегают в так называемом Бушвельдском комплексе[403].

Бушвельдский комплекс – одно из самых богатых металлами мест в мире. Это огромный округлый, как блюдце, кусок магматической породы, примерно 450 на 350 километров в размерах и толщиной местами до 9 километров. Он возник около 2 миллиардов лет назад, вскоре после того, как в океанах по всему миру образовались полосчатые железистые формации, когда гигантская масса магмы подошла к поверхности всего на несколько километров, а потом медленно остыла под землей. По мере остывания магмы в ней выделялись и отвердевали различные минералы, так что получилось что-то вроде большого слоеного торта. Один из этих слоев был обогащен металлами платиновой группы до уровня около десяти частей на миллион – значительно больше, чем почти все другие породы, но все же это дает лишь около пяти граммов платины и палладия на каждую тонну руды[404]. Какие необычные геологические условия привели к почти тысячекратному увеличению концентрации редких металлов платиновой группы, до сих пор неясно, но так или иначе прошло 2 миллиарда лет, и мы добываем из этого тонкого слоя львиную долю нужных нам металлов этой группы[405].

Исторически металлы ценились за механическую прочность – из них делали оружие и орудия труда. Сегодня мы по-прежнему применяем широкий ассортимент металлов в строительстве, а высокопрочные славы служат нам верой и правдой в транспорте, промышленности и производстве электроэнергии. Однако мы научились еще и использовать огромное множество металлов в качестве катализаторов для ускорения химических реакций, что, как мы только что узнали, помогает прокормить население Земли, а также в составе электронных компонентов современной техники. Многие такие металлы, ставшие основой современного мира, в отличие от древних металлов вроде меди и железа, не встречаются в виде богатых руд, и Земля снабжает нас ими только в отдельных местах, где сложились уникальные геологические условия. Более того, несколько металлов, о которых мы говорили в этой главе, сегодня считаются исчезающими элементами таблицы Менделеева.

Исчезающие элементы

Одна из главных угроз дальнейшему развитию нашего индустриализированного мира с его аппетитами – снижение доступности некоторых важнейших технологических металлов. В число исчезающих элементов входят некоторые металлы платиновой группы, несколько редкоземельных, а также литий, самый легкий металл, используемый в аккумуляторных батареях. Серьезная опасность в ближайшие годы подстерегает также индий и галлий[406][407].

Нет, полное исчезновение этим элементам не грозит, беда в другом: растущий спрос на технологические устройства может заметно опередить их ограниченное предложение. Возьмем, к примеру, редкоземельные металлы. Сейчас мир зависит от китайской добычи редкоземельных металлов, которая составляет около 95 % общемировой, и это вызывает большие сомнения, что их поставки и дальше будут удовлетворять растущий спрос. И подобные опасения лишь усугубляются тем, что во многих случаях неизвестно никаких других металлов, способных выполнять нужные функции. Когда в 2010 году Китай объявил о сорокапроцентном снижении экспортной квоты, сославшись на потребности внутри страны и на соображения охраны окружающей среды, цены на редкоземельные металлы резко взлетели. Впрочем, в дальнейшем ситуацию удалось урегулировать, но дальнейшие поставки этих элементов, столь необходимых нашим техническим устройствам, по-прежнему вызывают большую озабоченность[408].