Ученые давно зачарованы образованием золотых самородков, которые часто находят в кварцевых жилах. Новое исследование, проведенное геологами Университета Монаша, предполагает, что этот процесс может быть даже более электризующим, чем мы думали ранее — в буквальном смысле.

Золотые самородки, ценимые за свою редкость и красоту, на протяжении столетий были предметом золотой лихорадки.

Исследование проводится под руководством доктора Криса Войси из Школы атмосферы и окружающей среды Земли при Университете Монаша и будет опубликовано в журнале Nature Geoscience.

«Стандартное объяснение заключается в том, что золото выпадает в осадок из горячих, богатых водой жидкостей, протекающих через трещины в земной коре», — сказал доктор Войси.

«По мере того, как эти жидкости остывают или подвергаются химическим изменениям , золото выделяется и задерживается в кварцевых жилах», — сказал он.

«Хотя эта теория широко принята, она не полностью объясняет образование крупных золотых самородков, особенно учитывая, что концентрация золота в этих жидкостях крайне низка».

Исследовательская группа протестировала новую концепцию — пьезоэлектричество. Кварц, минерал, который обычно содержит эти золотые отложения , обладает уникальным свойством, называемым пьезоэлектричеством — он генерирует электрический заряд при воздействии напряжения. Это явление уже знакомо нам по таким повседневным предметам, как кварцевые часы и зажигалки для барбекю, где небольшая механическая сила создает значительное напряжение. Что, если напряжение от землетрясений может сделать что-то подобное внутри Земли?

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

«Результаты были ошеломляющими», — сказал соавтор исследования профессор Энди Томкинс из Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша.

«Напряженный кварц не только электрохимически осаждал золото на своей поверхности, но также формировал и накапливал наночастицы золота», — сказал он.

«Примечательно, что золото имело тенденцию откладываться на уже существующих зернах золота, а не образовывать новые».

Это связано с тем, что кварц является электрическим изолятором, а золото — проводником.

Как только откладывается некоторое количество золота, оно становится точкой фокусировки для дальнейшего роста, эффективно «покрывая» золотые зерна еще большим количеством золота.

«Наше открытие дает правдоподобное объяснение образования крупных золотых самородков в кварцевых жилах», — сказал доктор Войзи.

Поскольку кварц постоянно подвергается воздействию землетрясений, он генерирует пьезоэлектрические напряжения, которые могут уменьшать количество растворенного золота в окружающей жидкости, заставляя его осаждаться.

Со временем этот процесс может привести к образованию значительных скоплений золота, в конечном итоге приводящих к появлению огромных самородков, которые так притягивают охотников за сокровищами и геологов.

«По сути, кварц действует как естественная батарея, в которой золото выступает в качестве электрода, постепенно накапливая все больше золота с каждым сейсмическим событием», — сказал доктор Войси.

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

Это новое понимание формирования золотых самородков не только проливает свет на давнюю геологическую тайну, но и подчеркивает взаимосвязь между физическими и химическими процессами на Земле.