«زلزله» چگونه به شکل‌گیری قطعات بزرگ «طلا» کمک میکند؟
زمین‌شناسان دهه‌هاست می‌دانند رگه‌های طلا در میان کانی کوارتز با کمک زمین‌لرزه تشکیل می‌شود، اما اکنون آن‌ها چگونگی ترکیب زمینه و امواج لرزه‌ای برای تشکیل قطعات بزرگ را به طور دقیق محاسبه کرده‌اند.
فرادید| دانشمندان به طور دقیق کشف کرده‌اند که چگونه زمین‌لرزه‌ها کانی کوارتز را تحریک می‌کنند و قطعات بزرگ طلا را در میان آن شکل می‌دهند. این معما بالاخره پس از اینکه دهه‌ها محققان را درگیر خود کرده بود، حل شد.
به گزارش فرادید، طلا به طور طبیعی در لابه‌لای «کوارتز» تشکیل می‌شود؛ کوارتز دومین کانی فراوان در پوسته زمین پس از فِلدسپات است. اما برخلاف انواع دیگر ذخایر طلا، ذخایری که در کوارتز یافت می‌شوند معمولاً در قطعات غول‌پیکر جمع می‌شوند. این قطعات در وسط چیزی که زمین‌شناسان آن را رگه‌های کوارتز می‌نامند شناورند. رگه‌های کوارتز شکاف‌هایی در سنگ‌های غنی از کوارتز هستند که به طور دوره‌ای پر از مایعات گرمابی از اعماق پوسته می‌شوند.
کریس وُیسی، زمین‌شناس دانشگاه موناش استرالیا و نویسنده اصلی مطالعه جدیدی که روز دوشنبه (۲ سپتامبر) در مجله Nature Geoscience منتشر شد، گفته: «طلا همیشه در کوارتز شکل می‌گیرد. اما چیز عجیب تشکیل قطعه بزرگی از طلا است. ما نمی‌دانستیم این اتفاق چگونه می‌افتد، نمی‌دانستیم چگونه حجم زیادی از طلا در «سیالات گرمابی اتم‌های طلا را از اعماق حمل می‌کنند و آن‌ها را در رگه‌های کوارتز روان می‌کنند، به این معنا که از نظر تئوری، طلا باید به‌جای تمرکز یافتن به شکل قطعات به طور یکنواخت در شکاف‌ها پخش شود. این قطعات بسیار ارزشمند هستند و ۷۵ درصد از کل طلای استخراج‌شده را تشکیل می‌دهند.»
دو سرنخ جداگانه به وُیسی و همکارانش کمک کرد معمای قطعه طلا را حل کنند. نخستین سرنخ این بود که بزرگترین تکه‌ها در ذخایر طلای کوه‌زادی یافت می‌شوند، یعنی ذخایری که هنگام زلزله شکل می‌گیرند. دومین سرنخ این بود که کوارتز یک کانی پیزوالکتریک است، یعنی بار الکتریکی خودش را در واکنش به تنش‌های زمین‌شناسی، مانند تنش ایجادشده توسط زلزله، ایجاد میکند.
محققان دریافتند زمین‌لرزه سنگ‌ها را می‌شکند و سیالات گرمابی را به داخل رگه‌های کوارتز می‌کشاند و آن‌ها را با طلای محلول پر میکند. رگه‌های کوآرتز در واکنش به استرس زلزله، به طور همزمان بار الکتریکی تولید می‌کنند که با طلا واکنش نشان می‌دهد و سبب رسوب و جامد شدن آن می‌شود.
«طلا در نقاط خاص متمرکز می‌شود زیرا طلای حل‌شده در محلول ترجیحاً روی دانه‌های طلای از پیش موجود رسوب میکند. طلا اساساً با پذیرش ولتاژ تولیدشده توسط بلورهای کوارتز مجاور به عنوان یک الکترود برای واکنش‌های بیشتر عمل میکند.»
این به آن معناست که در رگه‌های کوارتز، طلا به خوشه‌هایی تبدیل می‌شود که با هر زلزله بزرگتر می‌شوند. بزرگترین قطعات طلای کوه‌زادی که تا به امروز کشف شدند، حدود ۶۰ کیلوگرم وزن دارند.
در رگه‌های کوارتز، طلا ترجیحاً روی ذخایر طلای موجود جامد می‌شود و خوشه‌های بزرگی از قطعات را شکل می‌دهد
محققان برای آزمایش این ایده، اثر زلزله را روی بلورهای کوارتز در آزمایشگاه شبیه‌سازی کردند. آن‌ها کریستال‌ها را در مایعی حاوی طلا غوطه‌ور کردند و امواج لرزه‌ای را تکرار کردند تا بار پیزوالکتریک تولید کنند. این آزمایش اثبات کرد تحت تنش زمین‌شناسی، کوارتز می‌تواند ولتاژ کافی برای رسوب طلا از محلول تولید کند.
همچنین این شبیه‌سازی ثابت کرد طلا ترجیحاً در بالای ذخایر طلای موجود در رگه‌های کوارتز جامد می‌شود. این یافته به توضیح تشکیل قطعات بزرگ طلا کمک کرد.
«داشتن طلای از پیش موجود و تبدیل آن به کاتالیزور یا میله برق‌گیری که طلاهای دیگر به آن متصل شوند بسیار بسیار هیجان‌انگیز بود.»
«یکی از نتایج این مطالعه این بود که دانشمندان اکنون می‌توانند در آزمایشگاه قطعات بزرگ طلا بسازند، اما این کار کیمیاگری نیست. شما باید طلا را در یک محلول داشته باشید و سپس آن را از حالت اولیه در مایع بودن به چسبیدن به چیز دیگری منتقل کنید.»
با این حال، نتایج این مطالعه به زمین‌شناسان و شرکت‌های اکتشافی سرنخ جدیدی در مورد اینکه کجا را برای قطعات طلا حفر کنند، نمی‌دهد. بهترین خبری که علم در حال حاضر می‌تواند بدهد، دستگاهی است که سیگنال‌های پیزوالکتریک کوارتز را در عمق تشخیص می‌دهد. این دستگاه به شما می‌گوید رگه‌های کوارتز کجا هستند، اما روشن نمی‌کند آیا در آن رگه‌های کوارتز طلا وجود دارد یا خیر.
مترجم: زهرا ذوالقدر
