تولد تکه‌های غول‌پیکر طلا از زلزله و برق

به گزارش برنا، همه ما رویای یافتن یک تکه بزرگ طلا و رها کردن کار‌های روزمره را داشته‌ایم، اما دقیقاً این تکه‌های طلا چگونه شکل می‌گیرند؟ یک آزمایش جدید نشان داده است که زلزله‌ها و برق ممکن است عوامل کلیدی در این فرآیند باشند.

طلا روی زمین شکل نمی‌گیرد، تصور می‌شود که در انفجار‌های ابرنواختری و برخورد بین ستاره‌های نوترونی ساخته می‌شود. این رویداد‌های کیهانی طلا را در فضا پراکنده می‌کنند، و این عنصر گرانبها در دیسک‌های غبارآلودی که سیارات از آنها تشکیل می‌شوند، ظاهر می‌شود.

به این ترتیب، مقادیر کمی از طلا برای میلیارد‌ها سال بر روی زمین وجود داشته است. این عنصر سنگین به عمق سیاره فرو می‌رود، اما فعالیت‌های لرزه‌ای می‌تواند آن را به سطح نزدیک کند و برخورد شهاب‌سنگ‌ها نیز می‌تواند مقادیر بیشتری از آن را به زمین برساند.

در بیشتر مواقع، طلا به صورت تکه‌های کوچک یافت می‌شود، اما به ندرت ممکن است به شکل تکه‌های بزرگ‌تری که وزن آنها به چندین کیلوگرم می‌رسد، تشکیل شود. چگونگی تجمع این طلا‌ها به این شکل هنوز یک معما است.

 کریس وویسی، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: توضیح استاندارد این است که طلا از مایعات گرم و غنی از آب هنگامی که از میان ترک‌های پوسته زمین جریان می‌یابند، رسوب می‌کند.همان‌طور که این مایعات سرد می‌شوند یا تغییرات شیمیایی را تجربه می‌کنند، طلا جدا می‌شود و در رگه‌های کوارتز به دام می‌افتد.

در حالی که این نظریه به طور گسترده‌ای پذیرفته شده است، به طور کامل تشکیل تکه‌های بزرگ طلا را توضیح نمی‌دهد، به ویژه با توجه به اینکه غلظت طلا در این مایعات بسیار کم است. 

برای مطالعه جدید، محققان دانشگاه موناش به بررسی یک عامل جدید پرداختند که شاید انتظارش را نداشتید: برق. کوارتز خاصیت پیزوالکتریک دارد، به این معنا که وقتی تحت فشار مکانیکی قرار می‌گیرد، بار الکتریکی تولید می‌کند؛ پدیده‌ای که در چیز‌هایی مانند ساعت‌ها و فندک‌ها استفاده می‌شود.

این تیم حدس زد که این اثر می‌تواند باعث تجمع طلا به صورت تکه‌ها شود، و فشار مکانیکی از زلزله‌ها ناشی می‌شود.

برای آزمایش این ایده، محققان بلور‌های کوارتز را در مایعی غنی از طلا فرو بردند و سپس با استفاده از موتوری فشار مشابه با آنچه که در زلزله‌ها به کوارتز وارد می‌شود، شبیه‌سازی کردند. سپس با میکروسکوپ رشد طلا را بررسی کردند.

 اندی تامکینز، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: نتایج حیرت‌انگیز بود. کوارتز تحت فشار نه تنها به طور الکتروشیمیایی طلا را روی سطح خود رسوب داد، بلکه نانوذرات طلا نیز تشکیل و تجمع یافتند. به طرز شگفت‌انگیزی، طلا تمایل داشت که روی دانه‌های طلای موجود رسوب کند تا اینکه دانه‌های جدیدی تشکیل دهد. 

نکته کلیدی این است که کوارتز یک عایق است، در حالی که طلا به عنوان یک رسانای عالی برق شناخته می‌شود. هر یک از این ضربه‌های پیزوالکتریک کوچک، طلا‌های حل شده بیشتری را از مایعات اطراف بیرون می‌کشد و آنها را روی دانه‌های طلا که از قبل وجود داشتند، ته‌نشین می‌کند.

وویسی گفت: در اصل، کوارتز مانند یک باتری طبیعی عمل می‌کند، با طلا به عنوان الکترود، و به تدریج با هر رویداد لرزه‌ای، طلا را انباشته می‌کند. کشف ما یک توضیح منطقی برای تشکیل تکه‌های بزرگ طلا در رگه‌های کوارتز فراهم می‌کند.

این پژوهش در مجله Nature Geoscience منتشر شده است.