Поэтому сложность не в наличии этих металлов в земной коре, а в том, как их оттуда добыть. Поскольку редкоземельные металлы химически схожи и поэтому встречаются в одних и тех же минералах, это означает, что их трудно изолировать друг от друга и выделить в чистом виде. Еще больше хлопот причиняют предельные концентрации, в которых они встречаются в породах. Многие другие металлы концентрируются в богатых рудах в результате особых геологических процессов, например при возникновении полосчатых железистых формаций и толстых серебряных жил, проходящих через Серро-Рико, к чему мы вернемся в главе 8. Однако химия редкоземельных металлов такова, что они не склонны создавать обогащенные высококачественные руды, а по большей части распределены по породе в небольших концентрациях. Следовательно, в целом их добыча экономически бессмысленна: она обходится дороже, чем стоимость самих металлов. Поэтому географических регионов, где можно вести прибыльную добычу редкоземельных металлов, в мире не так уж много. Сегодня их добывают в небольших количествах в Индии и Южной Африке, но с девяностых годов прошлого века подавляющее большинство мировой добычи сосредоточено в Китае.
Шесть металлов платиновой группы – родий, рутений, палладий, осмий, иридий и платина – собраны в середине таблицы Менделеева и, подобно редкоземельным металлам, химически схожи, что опять же означает, что они обычно встречаются все вместе в одних и тех же минеральных залежах. Однако в отличие от своих редкоземельных собратьев металлы платиновой группы и в самом деле редки и драгоценны. Они принадлежат к самым редким стабильным элементам в земной коре, и некоторые встречаются в миллионы раз реже меди. Платина – один из самых распространенных металлов в этой группе, но ее общемировая добыча составляет всего несколько сотен тонн в год – сравните с 58 миллионами тонн алюминия или миллиардом с лишним тонн чугуна. Иридий особенно редок, в земной коре его всего одна миллиардная часть – в среднем 1000 тонн пород из земной коры содержат не более 1 грамма иридия. Подобно другим металлам платиновой группы (и золоту), иридий – сидерофильный элемент, поэтому почти все их запасы, присутствовавшие на юной Земле, погрузились в ее недра вместе с железом и вошли в состав ядра нашей планеты
[395].
Металлы платиновой группы называют еще и благородными, поскольку они устойчивы к химическому воздействию и коррозии даже при высоких температурах. Поскольку платина редкая и нереактивная, она хорошо подходит для драгоценностей, и примерно треть общего объема этого металла, продаваемого в год, идет на украшение наших тел
[396]. Но в отличие от других драгоценных металлов, в том числе золота, которое в наши дни служит в основном для ювелирных украшений и сохранения сбережений, а в промышленности применяется лишь 10 % всего золота, в основном в качестве электрических контактов, у металлов платиновой группы много практических применений: их используют и в турбинных двигателях, и в свечах зажигания, и в компьютерных микросхемах, и в жестких дисках, и в контактах кардиостимуляторов
[397].
Платина идет в основном на каталитические дожигатели выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания, позволяющие снизить выброс вредных газов, и на катализаторы в химической промышленности. Они применяются при очистке бензина и создании лекарств – антибиотиков и витаминов, – а также в производстве пластика и синтетической резины. Однако самую важную роль платина, пожалуй, играет в сельском хозяйстве. Здесь она служит катализатором химического процесса, производящего искусственные удобрения, при котором, в сущности, добывают азот из воздуха
[398]. По оценкам, в наши дни этот металл помогает прокормить примерно половину человечества
[399].
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].
