Может ли золото образовываться во время землетрясений? Недавние исследования австралийских ученых проливают совершенно новый свет на процесс образования самых крупных самородков этого драгоценного металла. Оказывается, что не только горячая вода, циркулирующая глубоко в недрах Земли, но и электричество, вырабатываемое во время сейсмических событий, могут иметь решающее значение для образования золотых самородков в кварцевых жилах.
Золото в кварце — многовековая тайна
Более века геологи по всему миру размышляли над тем, как можно найти такие впечатляющие золотые самородки в твердых белых кварцевых жилах, прорезающих породы в золотоносных регионах. Теория была проста: горячие, богатые минералами растворы просачивались через трещины в породах, неся с собой растворенное золото. По мере изменения условий — понижения температуры, снижения давления — золото осаждалось из раствора и откладывалось на стенках кварцевых трещин.
Однако у этой модели был серьёзный недостаток. Гидротермальные растворы, даже самые богатые золотом, содержат лишь следовые количества. Так как же объяснить образование крупных, массивных самородков, иногда весящих до нескольких десятков килограммов? Есть ли у природы способ «концентрировать» золото в одном месте?
Землетрясения — неожиданный союзник золотоискателей
Ученые из Университета Монаша в Австралии, CSIRO и Австралийского центра нейтронного рассеяния (ANSTO) попытались ответить на этот вопрос. Команда под руководством геолога доктора Кристофера Войси сосредоточилась на уникальном свойстве кварца: пьезоэлектричестве. Это явление, известное по популярным кварцевым часам, заключается в том, что кристалл кварца генерирует электрическое напряжение при воздействии давления.
В сейсмически активных регионах, где золото встречается чаще всего, кварцевые жилы регулярно сжимаются, растягиваются и изгибаются под воздействием тектонических движений. Каждое землетрясение, даже самое слабое, вызывает микроскопические изменения в кварце, приводящие к генерации локальных электрических полей.
Лаборатория, подобная недрам Земли
Австралийские исследователи провели серию экспериментов, призванных воспроизвести условия глубоко под поверхностью Земли. Они поместили фрагменты кварца, погруженные в растворы, содержащие растворенное золото — точно так же, как это происходит в природе, — в специальные камеры. Затем они механически сжимали и растягивали кристаллы, имитируя воздействие землетрясений.
Результат? На поверхности кварца появились яркие металлические частицы — от отдельных наночастиц и кластеров до крошечных кубических кристаллов золота. Это классический пример электрохимического осаждения: ионы золота из раствора «захватывают» электроны и превращаются в металлическое золото, которое прилипает к поверхности кварца.
Золотой «эффект обогащения» — чем больше у вас есть, тем больше вы получаете
Интересно, что ученые заметили: если кварц уже содержал мельчайшие зерна золота, они притягивали больше всего вновь образовавшегося металла. Золото действовало как естественный проводник, концентрируя электрическое поле вокруг себя и ускоряя процесс накопления последовательных слоев. В результате образовывались все более крупные скопления — точно такие же, как те, что встречаются в природных самородках.
Это явление напоминает эффект «быстрого обогащения» — где бы ни было золото, его легко добыть еще. Со временем, после множества сейсмических циклов, мельчайшие крупинки могут превратиться в впечатляющие самородки, которые радуют золотоискателей и ювелиров по всему миру.
По сути, кварц действует как природная батарея, а золото — как электрод, медленно накапливая новые слои металла с каждым сейсмическим импульсом, заключает доктор Войси. Каждое землетрясение, каким бы слабым оно ни было, заряжает кварц, и возникающее напряжение запускает осаждение золота из раствора. Этот процесс занимает миллионы лет, но результаты впечатляют.
Открытие австралийских ученых не опровергает существующие теории о роли горячих растворов в образовании золотых жил, но добавляет ключевой элемент: электричество, генерируемое землетрясениями. Это может объяснить, почему в одних местах образуются огромные самородки, а в других золото встречается только в виде мелкой пыли.
Полные результаты исследования были опубликованы в престижном журнале Nature Geoscience.
Читайте на тему: Восстановить золото из электронных отходов: ученые придумали неожиданный метод
