Тайной образования гигантских золотых самородков может быть электричество, генерируемое во время землетрясений

Ученые уже давно очарованы процессом образования золотых самородков, которые часто находят в кварцевых жилах. Новое исследование показывает, что этот процесс может быть даже более электризующим, чем думали ранее - в буквальном смысле этого слова.

Об исследовании рассказывают в Университете Монаша, передают OstanniPodii.com.

Золотые самородки, ценящиеся за свою редкость и красоту, веками были в центре золотой лихорадки.

"Стандартное объяснение [образования самородков] заключается в том, что золото выпадает в осадок из горячих, богатых водой флюидов, когда они протекают сквозь трещины в земной коре", - говорит глава исследования, доктор Крис Вуази из Школы атмосферы Земли и окружающей среды Университета Монаша.

"Когда эти флюиды охлаждаются или подвергаются химическим изменениям, золото отделяется и попадает в ловушку в кварцевых жилах", - говорит он. "Хотя эта теория общепринята, она не полностью объясняет образование крупных золотых самородков, особенно учитывая, что концентрация золота в этих флюидах чрезвычайно низкая".

Исследовательская группа опробовала новую концепцию -- пьезоэлектричество. Кварц, минерал, в котором обычно залегают месторождения золота, обладает уникальным свойством, которое называется пьезоэлектричеством -- он генерирует электрический заряд во время сдавливания. Это явление уже знакомо нам из повседневных вещей, таких как кварцевые часы и зажигалки для барбекю, где небольшая механическая сила создает значительное электрическое напряжение. А что, если бы сдавливание от землетрясений могло делать нечто подобное внутри Земли?

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи провели эксперимент, призванный воссоздать условия, в которых может оказаться кварц во время землетрясения. Они погрузили кристаллы кварца в жидкость, богатую золотом, и создали сдавливание с помощью двигателя, чтобы имитировать тряску во время землетрясения. После эксперимента образцы кварца исследовали под микроскопом, чтобы увидеть, отложилось ли золото.

"Результаты были потрясающими, - сказал соавтор исследования профессор Энди Томкинс из Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша.

"Кварц под сдавливанием не только электрохимически осадил золото на свою поверхность, но и сформировал и накопил наночастицы золота", - сказал он. "Примечательно, что золото имело тенденцию оседать на имеющихся золотых зернах, а не образовывать новые".

Это объясняется тем, что в то время, как кварц является электрическим изолятором, золото является проводником.

После того, как некоторое количество золота откладывается, оно становится фокусной точкой для дальнейшего роста, эффективно "покрывая" золотые зерна еще большим количеством золота.

"Наше открытие дает правдоподобное объяснение образованию крупных золотых самородков в кварцевых жилах, - отметил д-р Вуаси.

Поскольку кварц неоднократно подвергается воздействию землетрясений, он генерирует пьезоэлектрическое напряжение, которое может уменьшить растворение золота из окружающей жидкости, что приводит к его осаждению.

Со временем этот процесс может привести к образованию значительных скоплений золота, в конце концов образуя массивные самородки, которые очаровывают охотников за сокровищами и геологов.

"По сути, кварц действует как естественная батарейка, где золото является электродом, медленно накапливая больше золота с каждым сейсмическим событием", - сказал д-р Вуази.

Этот процесс может объяснить, почему крупные золотые самородки так часто связаны с кварцевыми жилами, образовавшимися в месторождениях, связанных с землетрясениями.

В Университете Монаша отмечают, что это новое понимание образования золотых самородков не только проливает свет на древнюю геологическую загадку, но и подчеркивает взаимосвязь между физическими и химическими процессами на Земле.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.