Nature Geosciences’te yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, sismik aktivite (yani depremler), Dünya yüzeyinin altında bulunan büyük altın külçelerinin varlığına dair gizemi nihayet çözebilir.
Altın külçelerinin çoğu, dünya genelinde bulunan orojenik altın sistemlerinde oluşan kuvars damarlarından gelir. Bu sistemler, insanlık tarihi boyunca önemli bir ekonomik öneme sahip olmuştur ve bugüne kadar çıkarılan altının %75’ine kadarını temsil eder.
Ancak, bu altın külçelerinin oluşum mekanizması bilim camiası için hala bir muamma olarak kalmıştır.
Altını Dünya’nın kabuğu boyunca taşıyan hidrotermal sıvılar tipik olarak metalin çok düşük konsantrasyonlarını içerir (~1 ppm), oysa kuvars içinde yerel altın konsantrasyonu %50’yi aşabilir ve bazen yüzlerce kilogram ağırlığında külçeler oluşturabilir; bu, bilim insanları için uzun süredir çözülemeyen bir paradokstur.
Çalışmanın baş yazarı olan Monash Üniversitesi’nden jeolog Dr. Chris Voisey’e göre, standart açıklama, sıcak ve su açısından zengin sıvılar soğuduğunda veya kimyasal değişimlere uğradığında altının ayrışarak kuvars damarlarında hapsolmasıdır.
“Bu teori yaygın olarak kabul görse de, özellikle bu sıvılardaki altın konsantrasyonunun son derece düşük olduğunu düşündüğümüzde, büyük altın külçelerinin oluşumunu tam olarak açıklamıyor,” dedi.
Bunun yerine, Dr. Voisey ve meslektaşları, depremlerin döngüsel doğasının orojenik kuvars damarları içinde altın birikiminde rol oynayabileceği yeni bir teoriyi test etmek istediler. Bu, piezoelektrik olarak adlandırılan bir mekanizma sayesinde mümkün olabilir — kuvars kristalleri gibi belirli katı malzemelerin, bir stres altında (örneğin bir deprem sırasında) elektrik yükü üretme yeteneği.
Bu hipotezi test etmek için, Dr. Voisey ve ekibi bir laboratuvarda deprem koşullarını simüle etti ve kuvars üzerindeki gerilimin, altını yüzeyine elektro-kimyasal olarak biriktirebilecek yeterli voltajı üretebileceğini keşfetti.
Kuvars, Dünya’da simetri merkezi olmayan kristaller oluşturan tek yaygın mineraldir. Çalışma, gerilim altındaki kuvarsın simetri merkezi olmayan doğasının, uygulanan mekanik kuvvetle orantılı olarak kristal boyunca elektriksel potansiyel ürettiğini açıklıyor.
“Sonuçlar şaşırtıcıydı,” diyor Monash Üniversitesi’nden diğer yazar Profesör Andy Tomkins.
“Stres altındaki kuvars, altını sadece yüzeyine elektro-kimyasal olarak biriktirmekle kalmadı, aynı zamanda altın nanopartiküller de oluşturdu ve biriktirdi. Dikkat çekici bir şekilde, altın yeni taneler oluşturmak yerine mevcut altın tanelerine birikme eğilimindeydi,” diye ekledi.
Çalışmanın belirttiği gibi, altın bir iletkenken kuvars bir yalıtkandır; bu nedenle, bir miktar altın bir kez biriktiğinde, daha fazla büyüme için odak noktası haline gelir ve etkin bir şekilde altın tanelerinin “kaplanmasını” sağlar.
“Keşfimiz, kuvars damarlarında büyük altın külçelerinin oluşumuna makul bir açıklama sunuyor,” diyen Dr. Voisey, kuvarsı doğal bir pil, altını ise her depremle yavaşça biriken elektrot olarak nitelendiriyor.
Yazarlar, altın külçe oluşumuna ilişkin bu yeni anlayışın, uzun süredir devam eden bir jeolojik gizemi aydınlatmakla kalmayıp, aynı zamanda Dünya’nın fiziksel ve kimyasal süreçleri arasındaki ilişkiyi de öne çıkardığını söylüyorlar.
