دانشمندان نقش پنهان زمین‌لرزه در ساخت تكه‌های بزرگ طلا را كشف كردند

دانشمندان نقش پنهان زمین‌لرزه در ساخت تكه‌های بزرگ طلا را كشف كردندانرژی و محیط زیستعلمیسه‌شنبه ۲۰ شهریور ۱۴۰۳ - ۲۱:۵۵مطالعه 3 دقیقهغزل امیریتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتزمین‌لرزه‌ها نقش مهمی در شكل‌گیری ذخایر طلای طبیعی دارند، زیرا با ایجاد فشار بر كانی كوارتز، می‌توانند نانوذره‌های طلا را به تكه‌هایی بزرگ تبدیل كنند .

تبلیغاتشمش‌های طلای خالص كه در خزانه‌های بانك‌ها چیده شده‌اند، لایه‌های طلاكاری‌شده روی مدال‌های المپیك و یا حتی جواهرات طلا، همگی احتمالاً وجودشان را مدیون زمین‌لرزه‌ها هستند. براساس یافته‌های مطالعه‌ای جدید، فشار و كششی كه از حركت صفحات تكتونیكی در زمان وقوع زمین‌لرزه‌ها ایجاد می‌شود، ممكن است به فعال‌شدن واكنشی شیمیایی منجر شود كه ذرات ریز طلا را به توده‌های بزرگ‌تر تبدیل می‌كند .

كریس ویسی، زمین‌شناس در دانشگاه مانش استرالیا و یكی از نویسندگان مطالعه، به ساینتیفیك آمریكن می‌گوید: «بزرگ‌ترین كشف ما این است كه به فرآیندی نوین برای شكل‌گیری طلا دست یافته و توضیحی ارائه داده‌ایم كه نشان می‌دهد چگونه توده‌های بزرگ طلا ممكن است شكل بگیرند .

روش شكل‌گیری طلا همیشه مانند معما باقی مانده بود، زیرا شواهد میدانی برای تأیید دیگر فرآیندهای شكل‌گیری طلا وجود نداشت.»تخمین زده می‌شود كه حدود ۷۵ درصد از كل طلای استخراج‌شده، از ذخایر موجود د شكاف‌های درون تكه‌های كوارتز، یكی از فراوان‌ترین كانی‌های پوسته‌ی زمین، به دست می‌آید .

زمین‌شیمی‌دانان از قبل می‌دانستند كه طلا به‌ صورت محلول در سیالات موجود در لایه‌های میانی تا پایینی پوسته‌ی زمین موجود است. این سیالات، می‌توانند به درون شكاف‌های كانی كوارتز نفوذ كنند؛ اما مقدارشان محدود به نظر می‌رسید و نمی‌توانست طلا را به‌اندازه‌ای در خود حل كند كه تكه‌های بزرگی از آن شكل بگیرد .

بدین صورت، توضیح روش شكل‌گیری توده‌های بزرگ طلا برای دانشمندان دشوار بود. متخصصان با ارائه‌ی فرضیه‌ای، بر این باور بودند كه نانوذرات طلای درون سیالات، ممكن است به چنین توده‌های بزرگ‌تری تبدیل شوند؛ اما همچنان چگونگی این روند نامشخص بود .

نانوذرات برخلاف طلای محلول، معمولاً برای شروع واكنش لازم جهت تشكیل توده در سطح شكاف‌های كوارتز، به اندازه‌ی كافی انرژی شیمیایی ندارند.مطالعه‌ی جدید كه در مجله نیچر ژئوساینس منتشر شده است، نشان می‌دهد كه فشار زمین‌شناسی ناشی از زمین‌لرزه‌ها، ممكن است خاصیت ژئوشیمیایی عجیبی از كوارتزها به نام «اثر پیزوالكتریك» را فعال كند .

این اثر، امكان تشكیل توده‌های بزرگ‌تر طلا در كوارتز را فراهم می‌كند.اثر پیزوالكتریك امكان تشكیل توده‌های بزرگ طلا در كوارتز را فراهم می‌كنداثر پیزوالكتریك از دهه ۱۸۸۰ شناخته شده است. این ویژگی، اساساً به عنوان توانایی ماده برای تولید بار الكتریكی در زمانی شناخته می‌شود كه تحت فشار مكانیكی قرار می‌گیرد .

بسیاری از وسایل روزمره، از جمله میكروفون‌ها، كارت‌های تبریك موزیكال و چاپگرهای جوهرافشان از خاصیت این اثر بهره می‌برند. این ویژگی به‌طور طبیعی در مواد مختلف، از نیشكر گرفته تا استخوان وجود دارد.كوارتز به دلیل ساختار خاصش می‌تواند اثر پیزوالكتریك را تجربه كند .

این ماده از الگوی تكراری اتم‌های مثبت سیلیكون و اتم‌های منفی اكسیژن تشكیل شده است. زمانی كه این الگو تحت فشار یا كشش قرار می‌گیرد، آرایش اتم‌ها تغییر می‌كند و بارها به شكلی نامتقارن توزیع می‌شوند. بارهای منفی و مثبت در بخش‌های مختلف كوارتز جمع می‌شوند، میدانی الكتریكی ایجاد می‌كنند و حالت الكتریكی ماده را تغییر می‌دهد .

ویسی و همكارانش در دانشگاه مانش كه در منطقه‌ی باستانی و طلاخیز ملبورن قرار دارد، گمان می‌كردند كه تغییر در حالت الكتریكی می‌تواند انرژی موردنیاز برای نانوذرات طلا در سیالات و تعامل با سطح كوارتز را كاهش دهد و بدین صورت، واكنشی شیمیایی را فعال كند كه قبلاً امكان‌پذیر نبود .

آن‌ها دریافتند كه اثر پیزوالكتریك ممكن است به نانوذرات امكان دهد تا به‌هم بچسبند و جمع شوند.محققان برای آزمایش ایده‌ی مطرح‌شده، میدانی الكتریكی را شبیه‌سازی كردند كه كوارتز می‌توانست براثر قرارگیری تحت فشارهایی مانند زمین‌لرزه، تولید كند .

سپس، كریستال‌های كوارتز را در ماده‌ی سیالی كه حاوی نانوذرات طلا و دیگر تركیبات طلا بود، قرار دادند و درنهایت دریافتند كه كوارتز تحت نیرویی مانند موج‌های زمین‌لرزه، می‌تواند ولتاژ كافی برای شروع تجمع نانوذرات را تولید كند .

یافته‌های مطالعه به سازوكار جالبی اشاره دارد كه دست‌كم، می‌تواند عامل تشكیل بخشی از توده‌های بزرگ طلا در پوسته‌ی زمین باشد؛ به‌ ویژه، در ذخایر «كوه‌زایی» كه محل برخورد صفحات تكتونیكی و شكل‌گیری كوه‌ها است .

بیشتر بخوانیدچرا طلا چكش‌خوارترین فلز شناخته‌شده است؟14 مرداد 02مطالعه '2نازك‌ترین ورق طلای جهان فقط یك اتم ضخامت دارد11 اردیبهشت 03مطالعه '3جیمز ساندرز، مشاور فنی زمین‌شناسی، می‌گوید: «به نظر می‌رسد كه زمین‌لرزه‌های دوره‌ای نقش مهمی در كمك به شكل‌گیری ذخایر ارزشمند طلا دارند .

» او همچنین اعلام كرده است كه به مشاركت در مطالعات آینده و پرداختن به جزئیات این فرآیند علاقه دارد؛ از جمله زمان موردنیاز برای ایجاد چنین ذخایری توسط نیروهای زمین‌لرزه‌ای و دلیل تشكیل توده‌های بزرگ طلا در برخی شكاف‌های كوارتز، در حالی كه زمین‌لرزه به طور واضح باید فشار یكسانی را به همه‌ی شكاف‌ها وارد كند .

اوبریا آدامز، زمین‌شناس در دانشگاه كلمبیا، می‌گوید: «مطالعه‌ی اثر پیزوالكتریك در مقیاس بزرگ، ممكن است دشوار باشد. سنجش این فشارها در آزمایشگاه آسان است، اما اندازه‌گیری آن‌ها در پوسته‌ی زمین بسیار دشوارتر است .

»ویسی و تیمش قصد دارند در آینده پارامترهای آزمایشی خود را گسترش و با بررسی فشارها یا دماهای مختلف، نظریه‌شان را تحت آزمایش بیشتری قرار دهند. او می‌گوید: «مطالعه‌ی فعلی، به نوعی فقط پژوهشی اولیه و آزمایشی است .