Почему глубоководные руды загорелись сами собой

Геологи подняли с глубины 3,3 километра образцы металлоносных пород, высушили их, начали измельчать — и два образца нагрелись сами собой выше 100 градусов, окислившись полностью. Геологическая служба США считает это возможной опасностью, которую придётся учитывать, если сульфидные руды со дна океана когда-нибудь начнут добывать.

Экспедиция в желоб Эсканаба

В мае–июне 2022 года научное судно «Томас Г. Томпсон» три недели работало над желобом Эсканаба — гидротермальным районом на южном участке хребта Горда, у границы Орегона и Калифорнии. До берега северной Калифорнии отсюда почти 200 миль, около 320 километров. Желоб тянется на 75 километров, глубина в нём достигает 3300 метров, а дно на большей части длины укрыто осадками толщиной до 500 метров. Это единственный центр спрединга океанического дна в исключительной экономической зоне США.

Горячие источники отложили здесь медь, цинк и железо, а в сульфидных рудах такого типа встречаются также золото и серебро. Экспедицию вела Геологическая служба США (USGS) вместе с Бюро по управлению энергией океана и NOAA. Телеуправляемый аппарат Jason Океанографического института Вудс-Хол собрал 57 образцов из четырёх участков желоба, и в большинстве из них сульфиды металлов составляли основную часть породы.

Что случилось в лаборатории

Образцы высушили сублимацией, то есть заморозив и откачав воду, а затем принялись дробить. Два из них самопроизвольно загорелись. Температура поднялась выше 100 градусов, и исходный материал окислился целиком.

Статью о случившемся опубликовал журнал Scientific Reports 28 сентября 2026 года. Руководила экспедицией океанограф USGS Эми Гартман. Исследователи сравнили минеральный и химический состав горевших и негоревших образцов, проследили, как они теряют массу при нагреве, и рассчитали, сколько тепла дают разные реакции окисления.

Смола и нефть, которые могли бы объяснить возгорание, оказались ни при чём. Загоревшиеся породы почти целиком состояли из нанокристаллического марказита — сульфида железа, который заместил пластинчатые кристаллы другого минерала, пирротина, сохранив их форму. Окисление сульфидов идёт с выделением тепла, а марказит на воздухе, судя по результатам, особенно неустойчив.

Запустить процесс может нагрев или механическое воздействие: дробление, раскалывание, помол. Дальше реакция подпитывает сама себя, и порода разогревается.

Авторы оговаривают, что из работы не следует, будто загорится любая сульфидная залежь на дне. Не всякая порода с марказитом опасна, и поведение руды зависит от минералогии конкретного месторождения. Наблюдали его пока только на этих образцах из Эсканабы.

При чём тут подводная добыча

Массивные сульфидные залежи морского дна давно рассматривают как будущий источник металлов. Международный орган по морскому дну уже выдал контракты на разведку таких руд на севере Срединно-Атлантического хребта и на Юго-Западном Индийском хребте, хотя добычи пока нигде нет.

На поверхности руда попадёт в совсем другие условия: кислород, иная температура, давление, влажность. В USGS считают, что это может изменить и то, как сульфиды реагируют, и то, сколько тепла выделяют. Авторы советуют заранее оценивать риски для каждой залежи и предусматривать инженерные меры безопасности. Защитников природы подводная добыча тревожит по другой причине: она может навредить экосистемам дна, которые и без того уязвимы.

Сульфиды железа на гидротермальных полях встречаются не только в рудах. В Индийском океане на глубине около 2400–2800 метров живёт улитка, чья раковина покрыта сульфидами железа — грейгитом и пиритом.