Skąd biorą się samorodki złota? Nowe badania wskazują na trzęsienia ziemi
Znalezienie sztabki, a przynajmniej kilku bryłek złota to całkiem niezła perspektywa. Problem w tym, że na powierzchni ciężko znaleźć odpowiednio duże jego ilości. Pod ziemią jednak można znaleźć niekiedy całkiem sporej wielkości samorodki. Ale jak się tam zgromadziły? Nowe badania australijskich naukowców wskazują, że kluczowymi elementami układanki mogą być trzęsienia ziemi i elektryczność.
Warto jednak na początku przypomnieć, że nie możemy mówić tu o powstawaniu złota, a jedynie samorodków, czyli naturalnych bryłek, które zawierają od 83 do 92 proc. czystego pierwiastka. Pozostałą część stanowi zazwyczaj srebro lub miedź. Samo złoto - według aktualnej wiedzy - powstaje w kosmosie w supernowych i zderzeniach gwiazd, ponieważ potrzeba znacznie więcej energii. Następnie wytworzony pierwiastek wchodzi w skład pyłowych dysków, które ostatecznie zamieniają się w planety.
Tak, to oznacza, że złoto jest na Ziemi od początku jej istnienia, choć w wyniku spalania się meteorów w atmosferze i nieustannej dostawy pyłów z pewnością nowe dostawy tego minerału mają miejsce również i w dzisiejszych czasach. Najczęściej cenny kruszec występuje w formie małych płatków, ale może tworzyć również większe bryłki. Dotychczas tłumaczono to wytrącaniem się z gorących, bogatych w wodę roztworów przepływających przez spękania w skorupie ziemskiej. Podczas stygnięcia lub zmian chemicznych Au oddziela się i zostaje uwięzione w żyłach dwutlenku krzemu, lepiej znanego jako kwarc.
Choć stężenie złota w roztworach jest niskie, to uważa się, że w geologicznej skali czasu pozwala to na wytworzenie samorodków. Teraz jednak naukowcy z Monash University odkryli coś niezwykle ciekawego. Z pewnością kojarzycie, że kwarc wykorzystuje się do budowy zegarków. To przez ich unikalną właściwość - piezoelektryczność, czyli wytwarzanie ładunku elektrycznego w wyniku naprężenia. W dużej skali takie naprężenia mogą być wywołane przez trzęsienia ziemi.
Trzęsienie ziemi może powodować osadzanie się złota na kryształach kwarcu
Badacze postanowili więc przyjrzeć się, czy rzeczywiście te naprężenia i ładunki elektryczne mogą pomóc w tworzeniu się bryłek. Zanurzyli więc kryształ kwarcu w płynie bogatym w złoto i użyci silnika w celu zasymulowania trzęsienia ziemi. Po tym, wydaje się dość prostym eksperymencie, zobaczyli, jak kryształy wyglądają pod mikroskopem elektronowym. Można sobie tylko wyobrazić ich zaskoczenie, gdy odkryli, że na kryształach kwarcu zgromadziły się niewielkie bryłki złota.
Wyniki były oszałamiające. Poddany naprężeniom kwarc nie tylko elektrochemicznie osadzał złoto na swojej powierzchni, ale także tworzył i gromadził złote nanocząsteczki. Co niezwykłe, złoto miało tendencję do osadzania się na istniejących ziarnach złota, zamiast tworzenia nowych.
Złoto miało tendencję do osadzania się na istniejących ziarnach złota, zamiast tworzenia nowych, ponieważ kwarc jest izolatorem elektrycznym, natomiast złoto jest przewodnikiem. Gdy pewna ilość złota zostanie już zdeponowana, staje się ona punktem centralnym dalszego wzrostu, skutecznie "pokrywając" ziarna złota większą ilością złota.
- W istocie kwarc działa jak naturalna bateria, ze złotem jako elektrodą, powoli gromadząc więcej złota z każdym zdarzeniem sejsmicznym - powiedział dr Voisey. - Nasze odkrycie dostarcza wiarygodnego wyjaśnienia powstawania dużych bryłek złota w żyłach kwarcowych.
Proces ten może wyjaśniać, dlaczego duże samorodki złota tak często występują w połączeniu z żyłami kwarcowymi powstałymi w złożach powstałych w wyniku trzęsień ziemi. Ta nowa wiedza na temat powstawania samorodków złota nie tylko rzuca światło na odwieczną zagadkę geologiczną, ale także podkreśla powiązania między procesami fizycznymi i chemicznymi na Ziemi.
Źródło: Monash University
