În 2024, o mină medie a extras aproximativ 3.661 de tone de aur din scoarța terestră, întinzând venele tot mai adânc în căutarea metalului galben. Cu toate acestea, chiar și cele mai mari exploatări se străduiesc să explice cum se formează pepitele de aur de mărimea unei case în interiorul rocilor dure.
Dr. Christopher Voisey, geochimist la Universitatea Monash din Melbourne, conduce echipa care indică acum cutremurele drept veriga lipsă, potrivit Earth.com.
Majoritatea pepitelor de aur se află în interiorul fracturilor de cuarț, care reprezintă aproximativ trei sferturi din tot aurul extras vreodată.
Ce este „paradoxul pepitelor de aur”
Până în prezent, geologii nu puteau reconcilia masele atât de mari cu picăturile de metal dizolvate în apa subterană - fluide hidrotermale care transportă aur în cantități care rareori depășesc câteva părți pe miliard.
„Acest mecanism poate ajuta la explicarea creării de pepite mari și a rețelelor de aur foarte interconectate observate în mod obișnuit în cadrul fracturilor venelor de cuarț”, a declarat Voisey.
Studiul echipei împinge ideea că cutremurele joacă un rol în crearea pepitelor mari, rezolvând „paradoxul pepitelor de aur” de lungă durată.
Cutremure, electricitate și pepite de aur
Cuarțul domină scoarța continentală și, mai important, este singurul mineral piezoelectric abundent, ceea ce înseamnă că rețeaua sa cristalină separă sarcina atunci când este comprimată.
Această cercetare arată că fiecare impuls seismic poate transforma un filon de cuarț într-o mică baterie naturală al cărei câmp atrage complexe aurifere încărcate pozitiv, eliminându-le aproape instantaneu din fluidele din jur.
O ruptură de falie moderată produce presiuni care depășesc 15.000 de lire sterline pe inch pătrat, mai mult decât suficient pentru a îndoi cristalele de cuarț și a ridica potențiale electrice de câteva sute de volți pe distanțe microscopice.
Deși tensiunea apare și dispare în mai puțin de o secundă, suprafața încărcată persistă suficient de mult timp pentru ca ionii de aur să se depună și să se nucleeze.
La scară nanometrică, acești primii atomi devin semințe conductoare, astfel încât fiecare cutremur ulterior plasează în mod preferențial metal proaspăt pe granulele existente, accelerând creșterea.
Modelele lui Voisey sugerează că, după câteva mii de evenimente seismice, un număr realist pentru o falie de un milion de ani, pepitele de zece kilograme se pot acumula fără a fi nevoie de volume de apă de dimensiuni olimpice.
Dr. Taija Torvela, geolog structural independent, de la Universitatea din Leeds, califică lucrarea drept „provocatoare” și adaugă că aceasta explică de ce venele de cuarț timpurii sunt adesea sterile până când ciclurile de stres se dezvoltă în timp.
Pepite de aur strălucitoare în laborator
Pentru a dovedi conceptul, echipa a scufundat blocuri de cuarț de dimensiuni centimetrice în lichid aurifer și a aplicat șocuri mecanice care au imitat spectrul de deformare al cutremurelor de magnitudine 5.
În câteva minute, microscopia electronică cu transmisie a evidențiat nanoparticule de aur elementar grupate pe fețele cristalelor, confirmând că doar câmpul electric a fost suficient de puternic pentru a reduce aurul ionic.
Prin scalarea experimentului cu simulări numerice ale rețelelor de falii crustale, autorii au calculat că venele reale se confruntă cu câmpuri comparabile de fiecare dată când trece un val seismic.
Deoarece cuarțul este un izolator, în timp ce aurul este un conductor, odată ce se formează primele pete, sistemul devine un electrod cu autofocalizare, viitoarele impulsuri direcționând încărcătura prin metal, îngroșând pepita precum electroplacarea pe un catod industrial.
De asemenea, procesul nu lasă niciun halou chimic, clarificând motivul pentru care multe pepite par să „plutească” în fracturi deschise, fără o zonă evidentă de precipitat.
O hartă pentru prospectorii moderni
Dacă volții produc aur, atunci cele mai bogate zăcăminte ar trebui să se regrupeze acolo unde crusta fragilă conține atât cuarț, cât și o istorie activă de cutremure mici până la moderate.
Această perspectivă ar putea perfecționa modelele de explorare care se bazează în prezent pe prelevarea de probe geochimice și pe studii magnetice, care adesea trec cu vederea filonul orb îngropat sub roca de acoperire.
Geofizicienii testează deja rețele seismice pasive pentru a localiza falii care alunecă suficient de frecvent pentru a genera explozii piezoelectrice repetate.
Între timp, inginerii minieri se întreabă dacă stimularea acustică controlată, în esență scuturarea rocii in situ, ar putea determina aurul rezidual din filonurile de calitate inferioară să se transforme în grupuri recuperabile.
Orice salt comercial va necesita dovezi că descărcările electrice lasă un marker de suprafață măsurabil, cum ar fi halouri de alterare induse de sarcină sau texturi cristaline distincte.
Întrebări rămase pe linia de falie
Echipele de pe teren intenționează acum să foreze carote prin taberele aurifere active din punct de vedere seismic din Victoria, Australia, și să compare modelele de creștere a granulelor cu istoricul descărcărilor modelate.
De asemenea, ei speră să măsoare semnalele electrice tranzitorii în timpul cutremurelor naturale, un test care ar face legătura între datele de laborator și faliile din lumea reală și care ar putea ajuta sistemele de avertizare timpurie.
Dacă și alte metale prețioase se comportă în același mod este o altă întrebare deschisă; ionii de argint și platină au aceleași proprietăți chimice cu aurul și ar putea urma căi similare de electroacumulare sub stres.
În cele din urmă, lucrarea subliniază cât de intim sunt conectate motoarele mecanice și chimice ale Pământului, transformând mișcarea violentă în bogăție minerală liniștită la doar câțiva centimetri distanță în interiorul fracturilor întunecate.
Dacă acest proces a modelat astăzi formarea aurului, este posibil să fi jucat un rol esențial în evoluția minerală timpurie a Pământului.
Cu miliarde de ani în urmă, când activitatea tectonică era mult mai intensă, efectele piezoelectrice ar fi putut genera vaste sisteme aurifere în adâncul scoarței.
Același mecanism s-ar putea extinde și dincolo de Pământ. Planetele sau lunile cu minerale asemănătoare cuarțului și activitate seismică, cum ar fi Marte sau Europa, ar fi putut dezvolta depozite similare de metale, oferind noi ținte pentru viitoarele misiuni spațiale.
Studiul a fost publicat în Nature Geoscience.
Ştiri video recomandate
