Depremlerin ürettiği elektrik, yer altındaki dev altın kümelerinin ardında yatan sır olabilir

Bilim insanları uzun zamandır kuvars damarlarının içinde bulunan altın külçelerinin oluşumuyla büyüleniyor. Monash Üniversitesi jeologlarının önderlik ettiği yeni bir araştırma, kelimenin tam anlamıyla sürecin daha önce düşündüğümüzden çok daha heyecan verici olabileceğini gösteriyor.

Dr. Voisey konu hakkında verdiği bilgide, "Standart açıklama, altının, Dünya kabuğundaki çatlaklardan akan sıcak, su açısından zengin sıvılardan çökelmesidir. Bu sıvılar soğudukça veya kimyasal değişime uğradıkça altın ayrışıyor ve kuvars damarlarında hapsoluyor" dedi. "Bu teori yaygın olarak kabul görse de, özellikle bu sıvılardaki altın konsantrasyonunun son derece düşük olduğu düşünüldüğünde, büyük altın külçelerinin oluşumunu tam olarak açıklamıyor."

Araştırma ekibi yeni bir kavram olan piezoelektrikliği test etti. Bu altın yataklarına tipik olarak ev sahipliği yapan mineral olan kuvars, piezoelektriklik adı verilen benzersiz bir özelliğe sahiptir; strese maruz kaldığında elektrik yükü üretir . Bu fenomen, kuvars saatler ve barbekü çakmakları gibi Depremlerin ürettiği elektrik, dev altın külçelerinin ardındaki sır olabilir günlük eşyalarda zaten aşina olduğumuz bir şeydir; burada küçük bir mekanik kuvvet önemli bir voltaj yaratır. Depremlerden kaynaklanan stres Dünya'da benzer bir şey yapabilirse ne olur? Bu hipotezi test etmek için araştırmacılar, kuvarsın bir deprem sırasında deneyimleyebileceği koşulları taklit etmek üzere tasarlanmış bir deney yürüttüler. Kuvars kristallerini altın açısından zengin bir sıvıya daldırdılar ve bir depremin sarsıntısını simüle etmek için bir motor kullanarak stres uyguladılar. Deneyden sonra, kuvars örnekleri herhangi bir altın birikip birikmediğini görmek için bir mikroskop altında incelendi.

Monash Üniversitesi Dünya, Atmosfer ve Çevre Okulu'ndan çalışmanın ortak yazarı Profesör Andy Tomkins, "Sonuçlar şaşırtıcıydı, Gergin kuvars, sadece yüzeyine elektrokimyasal olarak altın biriktirmekle kalmadı, aynı zamanda altın nanopartikülleri oluşturdu ve biriktirdi" dedi. "Dikkat çekici olan, altının yeni altın taneleri oluşturmak yerine mevcut altın taneciklerinin üzerine birikme eğiliminde olmasıydı." Çünkü kuvars elektriksel yalıtkanken, altın iletkendir. Bir miktar altın biriktirildiğinde, bu altın daha fazla büyümenin odak noktası haline gelir ve altın tanelerini daha fazla altınla "kaplar". Dr. Voisey ise yaptığı açıklamada, "Keşfimiz, kuvars damarlarında büyük altın külçelerinin oluşumuna dair makul bir açıklama sağlıyor" dedi.

Kuvars, depremler nedeniyle tekrar tekrar strese maruz kaldıkça, çevredeki sıvıdan çözünmüş altını azaltabilen ve bunun birikmesine neden olan piezoelektrik voltajlar üretir. Zamanla bu süreç önemli miktarda altın birikiminin oluşmasına yol açabilir ve sonuçta hem define avcılarını hem de jeologları büyüleyen devasa külçelerin ortaya çıkmasına neden olabilir.

Süreç hakkında Dr. Voisey, "Özünde kuvars, elektrot olarak altın kullanan doğal bir pil gibi davranıyor ve her sismik olayla birlikte yavaş yavaş daha fazla altın biriktiriyor" dedi. Bu süreç, büyük altın külçelerinin neden sıklıkla deprem kaynaklı yataklarda oluşan kuvars damarlarıyla ilişkilendirildiğini açıklayabilir.

Altın kümesi oluşumuna dair bu yeni anlayış, yalnızca uzun süredir devam eden jeolojik bir gizemi aydınlatmakla kalmıyor, aynı zamanda Dünya'nın fiziksel ve kimyasal süreçleri arasındaki karşılıklı ilişkiyi de vurguluyor.

Altın külçeleri ağırlıklı olarak kuvars damarlarında oluşur ve mevcut paradigma, altının seyreltik (Kilogramda 1 mg'dan az), sıcak, su ± karbondioksit açısından zengin sıvılardan sıcaklık, basınç ve/veya sıvı kimyasındaki değişiklikler nedeniyle çökeldiğini varsayar. Ancak, büyük altın külçelerinin yaygın olarak bulunması, bu sıvıların seyreltik yapısı ve kuvarsın kimyasal eylemsizliği ile çelişmektedir. Kuvars, Dünya'da bol miktarda bulunan tek piezoelektrik mineraldir ve orojenik altın yatağı oluşumunu yönlendiren deprem aktivitesinin döngüsel yapısı, damarlardaki kuvars kristallerinin binlerce deviatorik stres atağı yaşayacağı anlamına gelir. Burada, kuvarstan gelen piezoelektrik deşarjın her yerde bulunan altın-kuvars ilişkisini ve altın külçelerinin oluşumunu açıklayıp açıklayamayacağını araştırmak için kuvars deformasyon deneyleri ve piezoelektrik modelleme kullanıyoruz. Kuvars kristalleri üzerindeki stresin, çözeltiden sulu altını elektrokimyasal olarak biriktirmek ve altın nanopartiküllerini biriktirmek için yeterli voltajı üretebileceğini buluyoruz. Altının piezo-sürümlü reaksiyonlar yoluyla çekirdeklenmesi hız sınırlayıcıdır çünkü kuvars bir yalıtkandır; ancak altın bir iletken olduğundan, sonuçlarımız mevcut altın tanelerinin devam eden büyümenin odak noktası olduğunu göstermektedir. Bu mekanizmanın büyük külçelerin ve kuvars damar çatlakları içinde yaygın olarak gözlemlenen yüksek oranda birbirine bağlı altın ağlarının oluşumunu açıklamaya yardımcı olabileceğini öne sürüyoruz.

Gold nugget formation from earthquake-induced piezoelectricity in quartz --> https://www.nature.com/articles/s41561-024-01514-1