Lượng vàng trên Trái đất nhiều tới mức phủ được lớp dày 50 cm khắp hành tinh, nhưng 99% trữ lượng lại ở nơi vĩnh viễn không thể khai thác

Giá trị của các loại kim loại trên Trái Đất thường được xếp hạng dựa theo nhu cầu của con người và khả năng tiếp cận, hay độ quý hiếm. Với riêng vàng, tính linh hoạt, độ dẫn điện, độ bền và vẻ ngoài đẹp mắt đã giúp vàng chắc chắn nằm trong top 5 kim loại đắt nhất.

Tuy nhiên, theo tính toán của giới nghiên cứu, tổng số lượng vàng trên Trái Đất nhiều đến mức chúng ta có thể bao phủ mọi tấc đất tới độ sâu 50 cm. Mặc dù vậy, vàng vẫn có thể coi là một kim loại hiếm, chí ít là ở trên bề mặt Trái Đất, khi phần lớn trữ lượng vàng nằm sâu ở lõi của hành tinh, vượt quá tầm với của ngay cả những người khai thác tham vọng nhất.

Có bao nhiêu vàng trong lõi của Trái đất?

Về cơ bản, lõi Trái đất chủ yếu là sắt và niken, những kim loại mà chúng ta đã phát hiện được sau khi phân tích cách sóng địa chấn từ các trận động đất truyền qua lõi. Tuy nhiên, nhờ sóng địa chấn, các nhà khoa học cũng phát hiện thêm sự tồn tại của lượng ít ỏi khối tạp chất 'lạ' nằm lẫn giữa sắt và niken trong lõi Trái đất. Tuy nhiên, việc xác định cụ thể khối tạp chất bí ẩn này (sau này được xác định là vàng) không đơn giản, trừ khi bức xạ của chúng tạo ra nhiệt độ cao giống như uranium và thorium.

Kết quả, số lượng tạp chất này, bao gồm cả các loại kim loại quý chưa được xác định, vẫn còn là một bí ẩn. Mãi đến năm 2006, bí ẩn trên đã phần nào được giải đáp bởi một nhóm các nhà khoa học.

Họ chỉ ra rằng, một số tiểu hành tinh có thể có thành phần khá giống với Trái đất nói chung, do chúng hình thành từ cùng một phần của đĩa tiền hành tinh. Bằng cách đo thành phần cấu tạo của các thiên thạch chondrite chứa cacbon đến từ các tiểu hành tinh này, chúng ta có thể tính toán được tỷ lệ thành phần của mỗi nguyên tố đang tồn tại trên Trái Đất. Bằng cách trừ đi mật độ đã biết ở lớp vỏ và lớp phủ, nhóm nghiên cứu có thể suy ra số lượng ở lõi Trái Đất của nguyên tố đó.

Cũng cần phải nói thêm, phương pháp này vẫn có sai số nhất định, chủ yếu do sự khác biệt trong cách Trái đất và các thiên thể nhỏ hơn hình thành phát triển, khi một số nguyên tố có thể dễ bay hơi ra khỏi các tiểu hành tinh.

Để giải quyết vấn đề trên, giáo sư Bernard Wood, nhà địa chất học ở Đại học Macquarie và đồng nghiệp đã tạo ra một mô hình về sự phát triển thuở sơ khai của Trái Đất, bắt đầu từ khi hệ Mặt trời hình thành cách đây hơn 4,5 tỷ năm cũng như sự ra đời của lõi kim loại nóng chảy của Trái Đất.

Theo nhóm nghiên cứu, Trái Đất vào thời kỳ sơ khai có thể được bao phủ bởi đại dương magma nóng chảy sâu hàng trăm kilomet. Bản thân đại dương magma này cũng phản ứng với kim loại trong suốt quá trình Trái đất hình thành phát triển. Từ đó, đại dương này đã chắt lọc nhiều nguyên tố quan trọng như vàng và lắng đọng chúng ở phần lõi giàu sắt của Trái Đất.`

Sau khi so sánh vỏ Trái Đất với các tiểu hành tinh trong hệ Mặt trời, nhóm nghiên cứu nhận thấy Trái Đất rất giống các các thiên thể này về thành phần cấu tạo. Tuy nhiên, lớp vỏ của nó bị mất phần lớn nguyên tố có thể hòa vào sắt như vàng, bạch kim và nickel. Như vậy, nơi duy nhất để chúng tích tụ là phần lõi nóng chảy. Dựa trên điều này, nhóm nghiên cứu có thể tính toán số lượng mỗi nguyên tố hòa lẫn với sắt lỏng. Cuối cùng, con số cuối cùng được nhóm nghiên cứu đưa ra là hơn 99% vàng trên Trái Đất nằm ở lõi.

Đương nhiên, để có được câu trả lời chính xác hơn, các nhà nghiên cứu cũng đề xuất việc khám phá các tiểu hành tinh từng hình thành và tồn tại cùng thời kỳ với Trái Đất, vốn giữ lại một lượng lớn các nguyên tố này.

Việc tiếp cận chúng khá khó khăn, nhưng vẫn dễ hơn nhiều so với khoan tới lõi. Đó là lý do NASA lên kế hoạch phóng tàu thăm dò tới tiểu hành tinh 16 Psyche trong hai tháng. Với đường kính khoảng 226km, thay vì có cấu tạo từ băng và đá giống như đại đa số các tiểu hành tinh, 16 Psyche có cấu tạo hoàn toàn bằng kim loại, tương tự như phần lõi của Trái Đất.

Với cấu tạo kỳ lạ như vậy, các nhà khoa học cho rằng tiểu hành tinh này có thể là phần lõi còn sót lại của một tiền hành tinh đã bị phá hủy cách đây hàng tỷ năm trong giai đoạn sơ khai của hệ Mặt trời.

Theo ước tính của các nhà nghiên cứu, lượng kim loại bao gồm vàng, bạch kim, sắt, nickel... tồn tại bên trong lõi của 16 Psyche rất lớn, với giá trị ước tính lên tới 10000 triệu tỷ USD. Đây là một con số cực kỳ khổng lồ, gấp rất nhiều lần giá trị nền kinh tế toàn cầu, vốn rơi vào khoảng 142 nghìn tỷ USD vào năm 2019.

Tuy nhiên, phần đông lại bỏ qua một thực tế là nếu có sẵn một trữ lượng kim loại lớn đến như vậy, giá trị của chúng sẽ giảm mạnh khi cung vượt quá cầu.

Nói cách khác, nếu con người có thể đưa tất cả trữ lượng kim loại quý như vàng từ lõi Trái đất lên mặt đất, sẽ không ai bỏ tiền ra mua khi chúng không còn giữ được tính 'quý hiếm' như hiện tại.

Tham khảo IFL Science