Oädla beskrivningar om guld

Ett av de ämnen som tyvärr allra mest utsätts för dålig journalistik är geologi. Oräkneliga är exemplen där journalister, skolade i andra akademiska fält, eller ens några fält alls, försöker förklara geologi och då missar att ämnet geologi är tvärvetenskapligt betingat. Jag ser det för jämnan.

För att förstå hur Jorden fungerar geologiskt måste man förstå kemi, fysik, klimatforskning, biologi osv. Oftast i kombinationer helt unika för geologin så som tex hur Jordens inre fungerar – en kombination av kemi och fysik på ett sätt som man inte kan förenkla till det ena eller det andra utan att missa poänger som är livsviktiga för att förstå något alls egentligen. Så när en fysiker tror att han kan förklara allt i Jordens inre och yttre med fysiken kring konvektioner, för att han förstår hur sådana funkar, så missar han hur kemin faktiskt påverkar resultatet lika mycket. Det är därför det är geologer som ska förklara geologi – och inte andra akademiker på höga hästar.

Geologi är lite så där elakt som ämne. Antingen förklarar man det extremt enkelt i stil med ”en bergart består av mineral och bildas när magma stelnar”, eller så tvingas man förklara exakt vad denna stelningsprocess är och hur märklig den är med sina fraktioneringar, kompabilitetsproblem, kristallstrukturer, tryck-värme-aspekter och påverkan av andra faktorer som tex vatten. Genast blir det väldigt svårt att förstå något – utan att ha en MSc i ämnet. Vilket då väldigt få journalister har. Ofta blir det direkta fel pga ordval – som i detta fallet med guldregnet som diskuteras av Newtonbloggaren.

Det gör att pseudovetenskapsförespråkare tyvärr ibland kan få in poänger. Newtonbloggaren, en person som trots uppenbara kunskapsbrister inom just naturvetenskap undervisar några stackars elever i sina villfarelser är inte dummare än att han tar tillfället i akt och försöker få till en poäng. Det är synd bara att han inte ansträngde hjärnan lite till istället för att rida på dålig vetenskap… Men så är inte kreationister ett dugg intresserade av hur naturen funkar. Deras intresse kretsar helt kring att försöka visa att deras gud finns och att bibelns berättelser stämmer – inte att objektivt förstå hur något verkligen fungerar.

Vi börjar med Newtonbloggarens argument. Han påstår att om Jorden var ett smält klot en gång i tiden, så skulle vi se en perfekt stratifiering av tunga och lätta element – med tunga element i kärnan och lätta vid ytan. Det är helt korrekt antaget faktiskt. Det är också exakt så Jorden ser ut i en extremt förenklad genomskärning. Vi har en nickel-järn-kärna omgiven av en järn och magnesiumrik silikatmantel och ovanför det en silikatrik lättare jordskorpa. Volymmässigt är det mesta av Jorden syre och aluminium (jo syre faktiskt), men viktmässigt är det Järn som dominerar och det mesta, men långt ifrån allt, återfinns i kärnan.

Fast riktigt så enkelt är det såklart inte ändå, men mer om det sen…

Problemet förstärks när tidningar som national geographic påstår saker som följande:

””All that stuff disappeared into the core, but we still find some gold around [the surface],” said study co-author Matthias Willbold of the University of Bristol.”

Och baserat på det påståendet vidareutvecklar man sen ett resonemang kring hur ett kometregn skulle kunna förklara varför det trots allt finns guld vid Jordens yta, när ”allt borde finnas i kärnan”.

Nu är det här skon klämmer. För det stämmer inte, och det irriterar mig oerhört att geologerna uttrycker sig på det viset i artikeln. Man bygger upp en halmgubbe för att förstärka en poäng av ytterst minimal akademisk karaktär. Allt guld skulle inte alls finnas i kärnan ens i en tektoniskt död planet, än mindre på Jorden som är extremt aktiv

Så här är det och nu blir det ganska komplicerat och det är väl därför som det blir fel på vägen för både journalister och kreationister. (Den som vill läsa en kortare sammanfattning kan hoppa till punkterna sist):

Smält magma är inte det samma som vatten. Om du tänker dig filmjölk med flingor i är du närmre sanningen på hur det faktiskt beter sig. Den tidiga Jorden byggdes sakta upp av ett sammanförande av stoft, som pga sin massa av inte minst radioaktiva ämnen, friktion och tryck skapade ett växande uppsmält klot där lite olika teorier sen diskuterar exakt hur uppsmält det hela betedde sig. Samtidigt som stora delar av det var uppsmält, stelnade också stora delar hela tiden och kristallfraktioneringar började uppstå. Dvs det som bildar olika mineral och som dikteras av grundämnens förekomst, tryck och värme primärt.

Så hela tiden vid ytan kommer det stelna mineral på det smälta jordklotet. Helt uppsmält är det nästan aldrig eftersom det hela tiden exponeras för universums kyla. Om du tänker dig ”skinn på såsen eller den varma koppen choklad” så förstår du kanske vad jag menar. Samtidigt rör sig massan hela tiden, inte minst pga de konvektionströmmar av värme från centrum som trycker på. Det som senare i nutid märks som kontinentaldrift. Så stelnad yta sjunker in i centrum och smält centrum tränger ut på ytan. Under den här processen kallnar Jorden allt mer och mer och mer ”skinn” trycks ner i smält massa och kyler ner massan.

Tillbaka till konsistensen. Om du häller sand i vatten så sjunker mycket riktigt de kornen med högre densitet ner mot botten. Fast två saker kommer du ganska omgående bli varse om med den liknelsen. För det första sjunker inte de minsta partiklarna. Du ser tydligt hur vattnet grumlas av lerfraktionen och dessa har så minimalt mycket mer densitet än vattnet att de inte alls rör sig ner – bortsett om vi inte låter det gå tillräckligt lång tid – och då helt utan annan form av omrörelse – vilket vi aldrig har haft på Jorden pga termodynamiken som tvingar ut värmen från Jordens centrum. För det andra är som sagt inte smält magma som vatten. Det är mer som fil. Häll sand på fil och processen går ännu långsammare.

Samma saker sker då i den uppsmälta Jorden. Tyngre ämnen dras av gravitationen mot centrum, men eftersom konsistensen på den smälta Jorden ganska omgående börjar trögas till och t om helt stelna avstannar processen. Stratifieringen är alltså inte perfekt pga hur magma är rent konsistensmässigt.

Detta är den primära och huvudsakliga anledningen till att Jorden har tunga metaller vid skorpan faktiskt. Det är grundläggande geologiska kunskaper och det bekymrar mig att man försöker få det att låta som om det inte alls skulle finnas.

Lägg därtill följande processer: När magman stelnar och bildar olika sorters mineral – så binder vissa av dem till sig grundämnen. Järn binds tex i stora mängder i olivin. Det är därför som manteln, som till stora delar består av olivin-rika mineral ligger under Jordskorpan. Dessa bergarter är tyngre än silikaten som finns vid ytan, men inte lika tunga som kärnan. Stratifieringen är tydlig, men på inga vägar alls perfekt  – eftersom geokemin motverkar gravitationen. Skulle gravitationen vara det enda relevanta, då skulle vi inte ha en mantel bestående av så mycket järn som den trots allt gör.

Men de där stora koncentrationerna då, de som är ”omöjliga” enligt artikeln. Ja det är bara spekulation och trams att dessa skulle vara omöjliga – eller snarare troligen en dålig formulering av artikelförfattarn. För det första har Jorden alltid haft en aktiv vulkanism och tektonisk aktivitet som flyttat upp mantel-magma till Jordytan. Man kan tex beskåda mantelbergrund på flera ställen på havsbottnen, men även ovan mark så som här. Och vulkanism och bergsveckning går att beskåda på oräkneliga platser. Den geologiska aktiviteten omkullkastar ofta på rent fysisk form den perfekta stratifieringen.

Den gör det även kemiskt. När kontinenterna drivs ner under varandra pga kontinentaldriften så trycks även stora mängder vatten med ned (eftersom den primära subduktionen sker där havsbotten sjunker under de tjockare kontinenterna).

Vatten + magma = spännande resultat. Dels kan vatten katalysera effekten av mineraltillväxt, vilket innebär att osedvanligt stora kristaller av mineral kan bildas på ett sätt som strider mot vad som sker i en vattenfattig magmakammare. Dels för vatten med sig upplösta joner i mängder som sedan accumuleras på metamorfisk och sedimentär basis i berggrunden i de större utvinningsbara koncentrationerna som industrin är intresserade av. Du hittar oftast de största koncentrationerna i berggrunden av guld i sprickzoner som fyllts ut av vattenberikade intrusiva bergarter – eller bara på kemisk väg under längre tid.  (Det guldletarna i Alaska grävde efter på 1800talet är sedimentärt avsatta guldkoncentrationer ifall någon undrade).

Det här med hur och var guld finns är inget mysterium. Hade det varit så att guldkoncentrationerna inte går att härleda till processer vi känner till så hade vi aldrig haft en fungerande guldindustri. Nu har vi det.

Den här meteoritregnsteorin är onödig och siffrorna de tar fram om ”1000 ggr mer nivåer än förväntat” är obegripliga påståenden. Inte minst eftersom vi har en fjärde aspekt som förklarar koncentrationerna av tyngre element som tycks strida mot stratifieringen. Nämligen händelsen som förklarar månens existens. Nämligen den tidiga kollisionen mellan Jorden och en annan himlakropp som helt enkelt resulterade i månens uppkomst. Den teorin lider förvisso av flera frågetecken, men hålls ändå för att vara den mest troliga av merparten av världens planetforskare idag. Den bidrar också till varför Jorden har stora koncentrationer av siderofila element vid ytan.

Så sammanfattningsvis för den som inte orkar läsa ovanstående:

  • Det är alltså inte bara kreationisten Newtonbloggaren här som gör fel. De artiklar han kritiserar är faktiskt dåligt skrivna.
  • Jorden är stratifierad med tyngre element i mitten och lättare ytterst i en hypotetisk perfekt modell där allt betedde sig som flytande vatten med årmiljarder på sig att svalna. Men pga magmans viskositet, avkylningens mycket snabbare hastighet och att massor av silikat som tex Olivin fångar just tyngre element bryts denna ”perfekta” teoretiska harmoni ganska omgående. Den är en barnslig förenkling hemmahörande i barnböcker faktiskt. Öppna en ordentlig bok om Jordens inre, likt ”principles of igneous and metamorphic petrology” av Winters och en aningens mer korrekt bild av hur stratifieringen går till uppenbaras för den intresserade. Det tar dig ca ett år att läsa igenom allt och förstå allt skulle jag tro. Nej, jag sa inte att det var enkelt.
  • Vi har konvektionströmmar av värme som hela tiden flyttar ut smält material från Jordens inre mot Jordens yttre.  Det blir omöjligt att förklara vulkanism, bergsbildning och annat kopplat till kontinentaldriften utan att förstå konvektionströmmarna. Tämligen grundläggande geologiska kunskaper det med.
  • Vi har vatten-kemiska processer som koncentrerar tex just guld i intrusiva bergarter. Skulle detta vara irrelevant för guldkoncentrationerna, ja då skulle guldindustrin inte leta guld i dessa intrusioner heller. Nu gör dem det och det är grundläggande geologiska kunskaper som alla som kan det minsta om geologi känner till.
  • Vi har redan en känd större planetkollision som anses ligga bakom månen. Den bidrog givetvis även till koncentrationsförändringarna, om än inte lika relevant som de naturliga processerna i punkterna ovan.
  • Man måste förstå hur OTROLIGT mycket mer av de tyngre elementen det faktiskt finns djupare in i Jorden än vid ytan. De koncentrationer vi har här är inte det minsta imponerande på en planetär total viktprocenskala av hur mycket det finns i planeten av varje grundämne i frågan.
  • Jorden ÄR nästan perfekt stratifierad trots allt. Avvikelserna som leder till massiva kroppar av metall likt den man bryter på i Kiruna är så obefintligt små jämfört med vad som finns i Jordens inre. Dvs du måste förstå det här med relativitet. De pyttesmå mängder tyngre element som återfinns vid ytan är helt rimliga i sina proportioner.
  • Guldregnsforskarna forskarna då? Ja de överdriver för att få fram en poäng och en förklaring. I reella siffror har de inget att påvisa som styrker deras ordval. Det är förvisso illa, men så har vetenskapen också bemött det redan med stor skepsis. Allt som publiceras är inte bra skrivet. Och allt som publiceras kan uppenbarligen missbrukas av kreationister med en agenda.

convection1Ovan. Förenklad modell av konvektionsströmmarna som gör att Jorden aldrig är ett helt perfekt stratigraferat klot.

5-large

Ovan. Förenklad bild av hur magman vid subduktionszoner påverkas och tar med sig upp hydrerade mineral. Vilket i sin tur är en av de processerna som koncentrerar guld i sprickzoner.

bosque_del_apache_xsect

Ovan. I det stora hela stämmer principen om stratigrafi oftast bra , men inte alltid och dessa undantag (orsakade av tektonik inte minst) räcker för att man kan hitta saker utanför sin förväntade position. Det gäller allt från fossil i sediment, till tyngre element i berggrund. Ibland hittar man tex hela mantelbergarter uppe ovanför jordskorpan.

750px-Fractional_crystallization.svg

Ovan. Hur magma ser ut och beter sig under processen då den avkyls. Den fraktioneras (och är aldrig ens från början helt uppsmält). De ämnen som kristalliseras FÖRST avsätts i botten av smältan, inte nödvändigtvis de som är tyngst. Kristallfraktionering är alltså icke-intuitivt om man inte förstår petrologi ordentligt. Och det påverkar såklart resultatet. Sen skall det åter betonas att vi talar om filmjölk, inte vatten. Stratifieringen blir nästan aldrig perfekt – pga viskositetsfaktorn, men även allt det andra jag nämnt tidigare. En massa andra intressanta saker sker också här kemiskt med när smältan berikas eller töms på grundämnen. Petrologi är inte för inte det största och tyngsta ämnet i geologi. 😉

Mer relevant och detaljerad läsning:

Va, ska jag läsa allt det där ovan? Ja det ska du om du har åsikter om hur guldkoncentrationer kan eller inte kan bildas. Först då har du relevanta kunskaper. Och ja det är wikipedia, men alla artiklar har referenser till vetenskapliga texter och de stämmer helt överens med vad jag lärt mot när jag utbildade mig till geolog. Det är för övrigt betydligt enklare läsning än de i bokform som jag kan ge dig om du föredrar kurslitteratur på mastersnivå i berggrundsgeologi. Men visst, har du några år över så för all del, ta en masterexamen i geologi istället, så kan du det här. 😉

Uppdatering: För sakens skull grävde jag lite på originalartikeln i fråga. Den är allt annat än unisont accepterad, så någon vetenskaplig sanning är det inte om guldregn. Det är en av många teorier. Sant är att vi ser anomalier i halterna. Osant är att de skulle vara spektakulära eller omöjliga att förklara. Här sammanfattas forskningsläget idag kring anomalierna: ftp://ftp.ingv.it/pro/terrasol/papers/3_short_Bennet_Science_2012.pdf

Jag vidhåller dock att Nature-artikeln i kombination med intervjun gör att dessa forskare uttrycker sig på ett sätt som tigger om att bli missbrukat av pseudovetenskapens förespråkare. Och uppenbarligen hade jag rätt med tanke på Newtonbloggarens kommentarer.

Annonser

2 thoughts on “Oädla beskrivningar om guld

  1. Willbolds artikel hittas här (för den som skulle tvivla på att den är värd 250 kr!):
    http://xa.yimg.com/kq/groups/18383638/1794220844/name/gold.pdf
    Ett liknande Letter to Nature:
    http://people.rses.anu.edu.au/oneill_h/pubs/Nat406_396.pdf
    ”Consequently the observed abundances of palladium and platinum in the upper mantle seem to be best explained by a ‘late veneer’ addition of chondritic material to the upper mantle following the cessation of core formation”

    Förklarar man saker med ingripande från ovan så bör man ha VÄLDIGT bra bevis…
    En mycket rimligare förklaring är naturligtvis att experimenten bara ger en liten antydan om hur jorden kan ha bildats. Man misstänker att de som närmar sig de konkreta högstatusämnena fysik eller kemi har betydligt lättare att få publicitet än de vanliga geologerna med sina komplicerade tvärvetenskapliga förklaringar. Sen är det ju inte fel att använda det magiska ordet ”GULD” istället för ”siderofila element”…
    Guld och volfram har visserligen båda hög densitet men om man tittar på smältpunkten är det kanske inte lika självklart att de ska uppföra sig likadant: 1064 grader jämfört med 3695!

Kommentera

Vänligen logga in med någon av dessa metoder för att lägga till din kommentar:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s