Радикална нова теория предполага, че земетресенията предизвикват появата на самородни златни късове

Нови открития на австралийски учени могат да поставят под въпрос това, което си мислехме, че знаем за начина, по който самородното злато се появява в огромните земни площи под краката ни.

Под налягане от стотици мегапаскали (десетки хиляди килограма на квадратен инч) и кипящи горещи зони, водата, изтласкана от дълбините на земната кора, пренася разтворени газове, метали и минерали на повърхността при всяко земетресение и трус от сеизмично явление.

Както всеки добър златотърсач знае, заровените пластове от кристализиран силициев диоксид – по-известен като кварц – са благодатна почва за добив на злато, тъй като и двата материала се утаяват в един и същ разтвор при поразително сходни резултати.

Въпреки че основните механизми за образуването на скъпоценната руда са известни от доста отдавна, някои детайли така и останаха неизвестни, а новите изследвания на учени от австралийския университет Монаш, CSIRO и Австралийската организация за ядрена наука и технологии оспорват общоприетите възгледи за това как се образува златото.

„Въпреки че тази теория е широко приета, тя не обяснява напълно образуването на големите златни късове, особено като се има предвид, че концентрацията на злато в тези разтвори е изключително ниска“, казва Крис Войзи, геолог в университета Монаш.

Като елемент златото не се разтваря лесно във водата, поради което рядко се срещат концентрации над една част на милион. От друга страна, находищата на злато представляват невероятна степен на обогатяване, хиляди пъти по-концентрирани от дифузния разтвор, който ги създава.

Редица геоложки и биологични процеси биха могли да обяснят натрупването на значителни буци златна руда на някои места. Прашинките злато също могат да изпаднат от разтвора, преди да се концентрират на едно място.

Само че нищо от това не обяснява факта, че златните частици могат да се утаяват в един кварцов блок и да се събират на парчета, достатъчно големи, за да накарат един развълнуван златотърсач да извика „Еврика!“. Затова Войзи и екипът му се замислили дали връзката между златото и кварца не е по-тясна, отколкото изглежда на пръв поглед.

Силициевият диоксид е изключително уникален материал. Там, където другите кристали са относително симетрични, кварцът се образува с отклонение, което поражда напрежение при натиск – явление, известно като пиезоелектричен ефект.

При всеки трус на земната кора пластовете от кварц се пропукват от статичните токове, тъй като се появяват високи напрежения и електроните се балансират.

Малко вероятно е този скок на заряда да се отдалечи много, тъй като кварцът е изолатор. Златото, от друга страна, е чудесен проводник на електричество, което увеличава възможността електрохимичните реакции в кварцовите пластове да служат като катализатор, извличайки достатъчно злато от разтворите на изолирани места чрез повтарящи се цикли от леки сътресения.

„Честотата на сеизмичните вълни при земетресенията варира в широки граници в зависимост от магнитуда и състава на скалите, но варира от 1 херц до над 20 херца“, обяснява Войзи пред ScienceAlert.

„Всяка от тези вълни може да изкриви кварцовия кристал и да предизвика натрупване на пиезоелектрично напрежение, което ще има известен шанс да редуцира златото от намиращия се наблизо воден разтвор.“

За да проверят дали тази редукция е достатъчна, за да предизвика нарастване на размера на зрънцата злато, изследователите поставят дузина малки кварцови плочки, изрязани от естествен кристал, във водни разтвори на злато.

След това половината от плочките са разклащани по 20 пъти в секунда в продължение на един час, за да се възпроизведе малко земетресение, при което се получава напрежение между 0,4 и 1,4 волта. Другата половина е оставена на спокойствие във ваната, за да служи като контролен елемент.

Анализът със сканиращ електронен микроскоп показа, че върху разклащаните плочки са се образували златни зрънца с микрометрични размери, докато върху контролните плочки такива не са се появили.

Последвалите тестове с кварцови плочки, естествено изпъстрени със златни зърна, разкриха, че малките „семена“ разцъфтяват допълнително в разтворите при прилагане на напрежение. Важното е, че тези миниатюрни златни фундаменти са се превърнали в приоритетни места за образуване на руди, като тяхното присъствие е намалило шанса за образуване на нови златни зърна наблизо.

„След като се отложи известно количество злато, шансът се увеличава, тъй като златото се държи като катализатор за по-нататъшни реакции поради своята wisoka проводимост“, обяснява Войзи пред ScienceAlert.

Това, което е било симулирано в лабораторията с помощта на концентрирани разтвори и продължителни периоди на разклащане, разбира се, би отнело много повече време в реалния свят с разредени разтвори и случайни трусове.

В геоложки мащаб обаче процесът може да бъде сравнително бърз. Без допълнителното въздействие на притиснатия кварц е трудно да се обясни как изобщо е възможно златото да се натрупва в такива богати находища.

Пиезоелектричеството би могло да обясни и защо златните жили изглежда „плуват“ в кварцовите пластове, без очевидни пукнатини или геохимични промени, които да обяснят разположението им.

Най-голямата концентрация на злато на Земята се намира в Южна Африка, в планинската верига Витватерсранд. Хората извличат ценния метал от XIX век насам, а днес там има десетки мини. Напълно е възможно то да се е образувало именно от тези земни катаклизми.