Päällikkö Richard Herrington, maantieteen päällikkö

Työskentelymme Luonnonhistoriallisessa museossa perustuu tieteelliseen keräilytyöhön, jonka tarkoituksena on tukea luontoa koskevaa tutkimusta. Kokoelmissamme on luonnossa esiintyviä kemiallisia alkuaineita monissa eri muodoissa, yhdisteissä ja yhdistelmissä, joten juhlistamme monien muiden kanssa kansainvälistä jaksollisen järjestelmän teemavuotta viettämällä 150 vuotta siitä, kun venäläinen kemisti Dmitri Mendelejev julkaisi jaksollisen järjestelmän vuonna 1869. Pyrimme käsittelemään kaikki kokoelmissamme olevat alkuaineet blogissa, alkaen osmiumista, rodiumista ja iridiumista.

Miksi juhlistamme jaksollista järjestelmää? Miljoonat ihmiset tunnistavat sen välittömästi, se on rationaalinen ja kiehtova tapa esittää alkuaineet, ja se on kemian ja laajemmin tieteen ikoni. Tieteellisessä mielessä jaksollinen järjestelmä on visuaalinen ja looginen esitys kemiallisista alkuaineista niiden atomipainojen ja yhteisten ominaisuuksien perusteella. Mendelejev järjesti tunnetut alkuaineet tavalla, jonka avulla hän pystyi ennustamaan löytämättömien alkuaineiden esiintymisen. Vaikka luonnossa esiintyvien stabiilien alkuaineiden määrä rajoittuu 91:een (uraani on painavin luonnollinen alkuaine, jota löytyy merkittäviä määriä planeetalta), tiedemiehet ovat sittemmin luoneet lisää keinotekoisia ohimeneviä radioaktiivisia alkuaineita käyttämällä ydinfuusiota, ja meillä on nyt jaksollinen järjestelmä, joka sisältää yli 100 alkuaineita.

Maapallo ei ole mikään yksinkertainen homogeeninen maapallo. Sen keskeistä ydintä ympäröi vaippa, jota puolestaan ympäröi maankuori. Näiden eri kerrosten sisällä alkuaineet ovat jakautuneet epätasaisesti eri materiaaleihin ja kivilajeihin. Erityisesti alkuaineita esiintyy erilaisissa suhteissa ja yhdistelmissä koostumukseltaan ainutlaatuisissa kemiallisissa yhdisteissä, joita me kutsumme mineraaleiksi. Maapallon uloin osa, jossa me elämme – maankuori – koostuu mineraaleista, joita hallitsevat yleiset alkuaineet, kuten pii, alumiini, rauta, kalsium, kalium, kalium, natrium ja magnesium hapen ja vedyn kanssa yhdistettyinä. Muut alkuaineet ovat paljon harvinaisempia maankuoressa, ja niitä taas esiintyy vain hyvin erityisissä mineraaleissa tietyissä paikoissa.

Maankuoren harvinaisimmat alkuaineet ovat platinaryhmän metallit. Ne ovat keskittyneet syvälle maapallon vaippaan (jopa 2 890 km pinnan alapuolelle), mutta niitä esiintyy usein myös metallisissa meteoriiteissa: alkukantaisen planeetan aineksen palasissa. Nämä platinaryhmän metallit ovat niin harvinaisia ja kemiallisesti inerttejä, että niitä eristettiin niitä sisältävistä mineraaleista vasta 1800-luvun alkupuolella, jolloin brittiläiset tiedemiehet William Hyde Wollaston ja Smithson Tennant tekivät merkittävää työtä.

Luonnonhistoriallisen museon kokoelmissa on palladiumin (Pd), platinan (Pt), osmiumin (Os) ja iridiumin (Ir) konsentraatteja, jotka liittyvät luultavasti joihinkin varhaisimpiin töihin, joihin kuuluu myös Wollastonin ja Tennantin 1800-luvun alkupuoliskolla tekemä näiden alkuaineiden löytäminen. Kuraattorimme tutkivat näitä parhaillaan selvittääkseen, miten nämä näytteet ovat päätyneet kokoelmaan ja kuinka historiallisesti merkittäviä ne todella ovat.

Osmium, rodium ja iridium ovat todennäköisesti harvinaisimpia maankuoresta löytyviä metalleja, joiden keskimääräiset pitoisuudet ovat 0,0001, 0,0002 ja 0,0003 miljoonasosaa painosta. Nämä erittäin harvinaiset metallit ovat nykyään erittäin tärkeitä teollisesti, ja niistä maksetaan erittäin korkeita hintoja, sillä rodium on kallein metalli, ja sen arvo on yli kaksi kertaa suurempi kuin kullan.

Tämän erittäin harvinaisen platinaryhmän metallin alkuperäisen löytymisen jälkeen NHM:n kokoelmien tutkiminen uusinta tekniikkaa hyödyntävillä analyyseillä tuottaa edelleen satunnaisesti uusia mineraaleja, jotka sisältävät näitä harvinaisia alkuaineita. NHM:n tutkija Alan Criddle löysi vuonna 1983 NHM:n kokoelmiin kätkeytyneestä mineraalista vaikeasti löydettävät alkuaineet rodium ja iridium. Alan nimesi tämän mineraalin bowieiitiksi Stanley Bowien, nykyisen British Geological Survey -laitoksen entisen apulaisjohtajan, mukaan, ja NHM:n kokoelmassa olevasta näytteestä, josta se löydettiin, tulee nyt ”tyyppinäyte” (lopullinen tieteellinen referenssinäyte) kaikelle muulle seuraavalle tutkimukselle, olipa se sitten museossa, yliopistoissa, tutkimuslaitoksissa tai teollisuudessa.