Raaka-aineet
Arvometallit Maan Ytimeltä Lähinnä Kuin Luulimme
Miten arvometallit vuotavat Maan ytimestä
Vastoin yleistä uskomusta, Maa ei ole kovin rikas metalleissa, mukaan lukien harvinaiset ja arvokkaat metallit kuten kulta. Ongelma on, että suurin osa raskaammista alkuaineista upposi ytimeen planeetan muodostuessa asteroidien kokoontuessa.
Tämän seurauksena yli 99,999 % Maan kullasta ja muista arvometalleista on piilotettu 3 000 km:n paksuun kiinteään kiveen.
Pitkään oletettiin, että nämä mineraalit pysyvät lukittuina Maan ytimeen ikuisuuteen asti. Uusi tutkimus kuitenkin paljastaa, että näin ei välttämättä ole.
Parantamalla toisen alkuaineen, rutheniumin, havaitsemismenetelmää, Göttingenin Georg-August-Universitätin (Saksa), Bristolin yliopiston (UK), Edinburghin yliopiston (UK) ja Colgate Universityn (USA) tutkijat ovat todistaneet, että Maan ytimestä peräisin oleva materia voi vuotaa vaippa-kerrokseen ja jopa planeetan pinnalle.
“Kun ensimmäiset tulokset saapuivat, tajusimme, että olimme kirjaimellisesti löytäneet kultaa! Aineistomme vahvistaa, että ytimestä peräisin oleva materia, mukaan lukien kulta ja muut arvometallit, vuotaa Maan vaippakerrokseen yläpuolella.”
He julkaisivat löytönsä arvostetussa arvostelussa Nature1, otsikolla “Ru- ja W‑isotooppijärjestelmät valtamerensaarien basalttissa paljastavat ytimen vuotoa”.
Miten Maan ydin ja vaippa muodostuivat
Auringonjärjestelmän varhaisina päivinä pölyhiukkaset kerääntyivät lukemattomiksi asteroideiksi, jotka puolestaan yhdistyivät yhä suuremmiksi kohteiksi, muodostaen protoplaneettoja, jotka myöhemmin muodostivat neljä kiviplaneettaa (Merkurius, Venus, Maa ja Mars).
Tämän prosessin aikana planeetat olivat enimmäkseen sulanutta magmaa, johtuen törmäysten aiheuttamasta voimakkaasta lämmöstä. Raskaammat alkuaineet putosivat painovoiman vaikutuksesta ytimeen, eriytyen vaipasta. Myöhemmin planeetta jatkoi materiaalin vastaanottamista avaruudesta, muodostaen lisää vaippaa.
Lähde: SG Online
Tärkeä seikka tässä käsitellyssä tutkimuksessa on, että vaippa osoitti hyvin erilaista koostumusta joidenkin alkuaineiden isotoopeille, mukaan lukien ruthenium, johtuen myöhemmästä muodostumisesta eri materiaaleilla.
Miten tutkijat jäljittävät ytimen alkuaineet pintaan
Ruthenium: Isotooppi, joka kertoo ytimen tarinan
Koska ruthenium on pääosin lukittuna ytimeen, ja ruthenium‑100 on ytimessä yleisempi, tämän isotoopin havaitseminen voi todistaa, että metalli on peräisin ytimeltä eikä vaipasta, joka tavallisesti on suurimman osan pintakivien lähde vulkaanisen toiminnan kautta.
Uusi, tarkempi menetelmä ruthenium‑100:n läsnäolon mittaamiseen on aiemmin kehitetty Göttingenin yliopistossa, mikä mahdollisti tämän tutkimuksen.
Tämä vahvistui tutkiessa erittäin vanhaa kiveä, kuten Grönlannin näytteitä, jotka ovat 3,7 miljardia vuotta vanhoja, ennen kuin ytimen ja vaipan lopullinen erottuminen olisi muuttanut ruthenium‑100:n koostumusta.
Lähde: Nature
Mielenkiintoisempaa on, että ainakin jotkut vulkaaniset saaret näyttävät kiviä, joissa ruthenium‑100‑suhde on voimakkaasti vinoutunut kohti kiviä, jotka ovat saaneet ytimen lisäyksiä.
Tämä ei pidä paikkaansa kaikilla vulkaanisilla saarilla; esimerkiksi La Réunionin tai Galápagossaarten näytteet eivät poikkea kivuista, jotka ovat peräisin pelkästään vaipasta.
“Voimme nyt myös todistaa, että valtavat määrät ylikuumentunutta vaippamateriaalia – useita satoja kvadriljoonia metrisiä tonneja kiveä – syntyy ytimen ja vaipan raja-alueella ja nousee Maan pinnalle muodostaen valtamerensaaria kuten Havaiji.”
Professori Matthias Willbold – Professori Göttingenin yliopistossa
Miksi volframi tukee ytimen vuotohypoteesia
Volframi, tai wolfram (siksi tämän alkuaineen merkki on W), on toinen raskas metalli, joka sijaitsee pääosin Maan ytimessä.
Tässä tutkijat tarkastelivat mittaria nimeltä μ182‑W (osaa miljoonaa (ppm) poikkeama 182W/184W:stä maapallon standardiin nähden). Mittaamalla, millainen volframin isotooppi näytteessä on, selviää, miten ytimestä peräisin olevat mineraalit sekoittuvat vaipan magmaan muodostaen Havaijin saarten vulkaaniset kivet.
Tämä isotooppisuhde osoittaa selvästi, että havaittu volframi ei ole peräisin hafniumin hajoamisesta, joka on toinen mahdollinen volframin lähde vaipassa.
Uusi teoria selittää, miten ytimen alkuaineet saavuttavat pinnan
Volframin koostumuksen vaihtelusta tutkijat päätelivät aiemmin tuntemattoman mekanismin: Maan ytimen ympärille muodostui happirikas ulkoytimen alue.
Ajan myötä metallirikkaiden oksidien kiteytyminen ydinjäähdytyksen kautta lukitsee osan volframista.
“Onko näitä tänään havaitsemiamme prosesseja tapahtunut myös menneisyydessä, on vielä todistettava. Löydöksemme avaavat täysin uuden näkökulman kotiplaneettamme sisäisen dynamiikan kehitykseen.”
Miksi tämä löytö on merkittävä kaivannais- ja teollisuusalalla
Tämä ei ole pelkästään akateeminen pyrkimys. Monet ytimen sisältämät alkuaineet ovat joko erittäin arvokkaita, kuten kulta, tai erittäin hyödyllisiä nykyaikaisessa yhteiskunnassa, esimerkiksi volframi, ultra‑kova metalli, jota käytetään puolijohteissa, teollisuustyökaluissa, avaruustekniikassa, aseissa ja moottoreissa.
Sen löytäminen, että osa näistä metalleista tulee Maan ytimestä, muuttaa radikaalisti geologien näkökulmaa siihen, miten tällaiset esiintymät muodostuvat ja miten planeettamme syvimmät kerrokset voivat olla vuorovaikutuksessa pinnan kanssa.
Vastaavasti tämä voi muuttaa tapaa, jolla kaivosyhtiöt etsivät näitä harvinaisia alkuaineita. Esimerkiksi alueen kiven ruthenium‑pitoisuuden analysointi voisi paljastaa, että se sisältää Maan ytimen tunkeutumisen, mikä radikaalisti lisää mahdollisuutta löytää lisää raskaita alkuaineita samasta paikasta.
Lopulliset ajatukset: Miksi ydin‑vaippa -tiede on tärkeää
Tämäntyyppinen tutkimus saattaa aluksi kuulostaa hieman abstraktilta ja vain tieteelliseltä kiinnostukselta. Kuitenkin ymmärtämällä, miten planeettamme muodostui ja miten jotkut Maan ytimen osat voivat nousta pintaan, voimme löytää lisää näitä tärkeitä metalleja.
Tämä voi myös muuttaa tapaamme ymmärtää muiden planeettojen geologiaa, erityisesti Marsia ja Venusta, jotka ovat jossain määrin samankaltaisia Maahan. Jos ytimen alkuaineiden uusiutuminen on mahdollista Maassa, se voi olla mahdollista myös muilla planeetoilla.
Kun tarkastelemme mahdollisia Marsin siirtokuntia tulevina vuosikymmeninä, olisi erittäin kiinnostavaa tietää, voisiko planeetan ytimen metalliresurssit olla paljon helpommin saavutettavissa kuin aiemmin oletettiin, erityisesti koska Marsilla on aurinkokunnan suurimmat tulivuoret, joiden profiili muistuttaa Havaijin tulivuoria.
Sijoittaminen Maan ytimen alkuaineisiin
Almonty Industries
Maan ytimen alkuaineista yksi hyödyllisimmistä ja sijoittajille vähiten tunnetuista on volframi. Tämä erittäin kestävä metalli on tärkeä monille korkean teknologian aloille. Sitä tuotetaan tällä hetkellä lähes yksinomaan Kiinassa ja Venäjällä.
Käsittelimme volframin sijoitustapausta tarkemmin lokakuussa 2024 julkaistussa raportissa “Volframi – Salainen korkean teknologian metalli”.
Almonty Industries on volframin louhija, jonka tuotanto tapahtuu tällä hetkellä enimmäkseen Portugalissa sijaitsevasta kaivoksesta, joka on ollut toiminnassa viimeiset 125 vuotta.
Yritys on työskennellyt Portugalin kaivoksen laajentamisen parissa ja omistaa kehittymättömiä esiintymiä Espanjassa.
Lähde: Almonty
Yrityksen tärkein projekti on käynnissä oleva uuden kaivoksen kehittäminen Sangdongissa, Etelä‑Koreassa. Kaivos sisältää enemmän arvioituja resursseja kuin kaikki sen muut esiintymät yhteensä.
Lähde: Almonty
Yhtenä harvoista aktiivisista ja volframia tuottavista louhijoista länsimaissa, Almonty on keskeinen strateginen toimittaja puolustusteollisuudelle. Siksi se on tärkeä yritys Kiinan toimitusriippuvuuden vähentämiseksi.
Sangdongin kaivoksen sijainti tekee siitä täydellisen toimittajan puolustusteollisuudelle, sillä Etelä‑Korea on uusi jättiläinen “matala‑teknologia” -sotilasvarusteiden massatuotannossa, kuten tankit, tykistö ja ammukset (verrattuna vähemmän volframia vaativiin hävittäjiin, lentotukialuksiin jne.).
“Vaikka Kiina valmistautuu avaamaan valtavan volframi‑kaivoksen Kazakstanissa, Almonty on valmis “muuttamaan merkittävästi volframin turvaamiseen liittyvää politiikkaa”, kun Almonty Korea Tungsten Projectin Sangdong‑kaivos käynnistyy muutaman kuukauden sisällä. Kun se aloittaa tuotannon, se on yksi maailman suurimmista volframi‑kaivoksista, vastaten 30 % ei‑kiinalaisesta tarjonnasta.”
Lewis Black, johtaja, presidentti ja toimitusjohtaja Almonty Industries
Almontyn tulisi aloittaa volframin tuotanto korealaisesta kaivoksesta vuoden 2025 alkupuoliskolla.
Strategisen asemansa vuoksi, joka on käytännössä ainoa suuri toimittaja lännessä, Almontylle tarjottiin takattu hinta Planseelta. Plansee on korkean suorituskyvyn metallivalmistaja ja yksi Almontyn suurimmista asiakkaista, sekä yrityksen 15 % omistaja.
Vähimmäistakattu hinta oli 235 $/MTU (metriikkatonniyksikkö), ilman ylärajaa. Kun Sangdong‑kaivoksen tavoitteena on kassakustannukset 110 $/MTU, tämän pitäisi käytännössä varmistaa korkea voittomarginaali projektille.
Onnekkaasti lähes täydellisen ajoituksen ansiosta, kun Sangdongin avautuminen lähestyy ja uusi kauppasota Trumpin Yhdysvaltojen ja Kiinan välillä käynnistyy, osakekurssi on reagoinut voimakkaasti ja noussut 40 % vain kahden päivän aikana Kiinan volframin vientirajoituksen julkistamisen jälkeen.
Viitteet:
1. Messling, N., Willbold, M., Kallas, L. et al. Ru- ja W‑isotooppijärjestelmät valtamerensaarien basalttissa paljastavat ytimen vuodon. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09003-0
