Los terremotos pueden forjar grandes pepitas de oro

Por Kate Graham Shaw

Los lingotes de oro macizo apilados en bóvedas de bancos, las capas de chapado de las medallas olímpicas de este verano o incluso sus propias piezas de joyería de oro podrían deber su existencia a los terremotos. La tensión y la presión producidas por el movimiento placas tectónicas Durante estos temblores pueden desencadenar una reacción química que hace que partículas minúsculas de oro se fusionen para formar pepitas más grandes, propone un nuevo estudio.

“El mayor hallazgo es que muestra un nuevo proceso de formación de oro y proporciona una explicación de cómo se pueden formar pepitas de oro realmente grandes”, afirma Chris Voisey, coautor del estudio y geólogo de la Universidad de Monash en Australia. “Esto siempre fue un enigma, especialmente cuando no hay evidencia de campo que respalde los procesos alternativos de formación de oro”.

Se estima que alrededor del 75 por ciento de todo el oro extraído proviene de depósitos ubicados en grietas dentro de trozos de cuarzouno de los minerales más abundantes en Corteza terrestreLos geoquímicos sabían que el oro disuelto existía en fluidos en los niveles medios y bajos de la corteza del planeta y que los fluidos podían filtrarse en las grietas de cuarzo. Pero la cantidad de fluido involucrado parecía limitar el oro que podía disolverse y, por lo tanto, el tamaño de los trozos de oro que se formaban. Las pepitas más grandes eran difíciles de explicar: los expertos habían teorizado que las nanopartículas de oro dentro del fluido podrían agregarse en esos trozos más grandes dentro del cuarzo, pero no estaba claro cómo. A diferencia del oro disuelto, las nanopartículas normalmente no tendrían suficiente energía química para iniciar la reacción necesaria para acumularse en la superficie de las grietas y formar una pepita.

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El nuevo estudio, publicado el lunes en Naturaleza Geociencia, sugiere que el estrés geológico causado por los terremotos podría activar una propiedad geoquímica peculiar de los cuarzos llamada “piezoelectricidad”, y que esa propiedad hace posible la formación de pepitas de oro más grandes.

El efecto piezoeléctrico se conoce desde la década de 1880. Básicamente, es la capacidad de un material de generar una carga eléctrica cuando se lo somete a una tensión mecánica. Muchos artículos de uso cotidiano, como micrófonos, tarjetas de felicitación musicales e impresoras de inyección de tinta, aprovechan este efecto, que se produce de forma natural en sustancias que van desde el azúcar de caña hasta los huesos.

El cuarzo puede experimentar este efecto debido a su estructura: está formado por un patrón repetitivo de átomos de silicio con carga positiva y átomos de oxígeno con carga negativa. Cuando se estira o se comprime, la disposición de estos átomos cambia y las cargas se dispersan de forma asimétrica. Las cargas negativas y positivas se acumulan en diferentes áreas del cuarzo, lo que crea un campo eléctrico y cambia el estado eléctrico del material.

Voisey y sus colegas de la Universidad de Monash, ubicada en la zona históricamente rica en oro de Melbourne, pensaron que este cambio de estado eléctrico podría reducir la energía necesaria para que las nanopartículas de oro en el fluido interactúen con la superficie de cuarzo, causando una reacción química previamente inviable y permitiendo que las nanopartículas se adhieran y acumulen.

Para probar su idea, los investigadores modelaron el campo eléctrico que el cuarzo podría producir cuando se lo somete a fuerzas similares a las de un terremoto. Luego colocaron cristales minerales de cuarzo en un fluido que contenía nanopartículas de oro disueltas y otros compuestos de oro y descubrieron que, cuando se lo somete a fuerzas similares a las de las ondas sísmicas, el cuarzo era capaz de producir suficiente voltaje para iniciar la acumulación de nanopartículas.

Los hallazgos del estudio apuntan a un mecanismo intrigante que podría ser responsable de la formación de al menos algunas de las pepitas de oro más grandes en la corteza terrestre, especialmente los depósitos “orogénicos”, o aquellos que se encuentran donde dos placas tectónicas han chocado y pueden haberse plegado una sobre otra para crear una cadena montañosa.

“Parece que es una certeza que los terremotos episódicos son importantes para ayudar a formar estos importantes depósitos de pepitas de oro ‘orogénicos’”, dice James Saunders, un geólogo consultor que no participó en el estudio. Dice que le gustaría ver que las futuras investigaciones se centraran más en los detalles de este proceso, como cuánto tiempo deben durar las fuerzas sísmicas que provocan piezoelectricidad para causar tales depósitos y por qué los grandes depósitos de pepitas de oro pueden ocurrir solo en algunas grietas de mineral de cuarzo en un área, a pesar de que un terremoto determinado induce teóricamente la misma tensión y deformación en todas las grietas. “Creo que es una gran idea/hipótesis”, dice. “Me interesará ver si se sostiene tras una evaluación más profunda”.

El estudio de la piezoelectricidad a gran escala puede resultar complicado, afirma la geóloga de la Universidad Colgate Aubreya Adams, que tampoco participó en el estudio. “Los geocientíficos están trabajando actualmente arduamente para cuantificar cómo varía la tensión (o presión) en 3D con el tiempo y la ubicación en la corteza”, afirma, “algo que se mide fácilmente en un laboratorio, pero es mucho más difícil de cuantificar en la corteza”.

Voisey y su equipo pretenden ampliar los parámetros experimentales, por ejemplo probando distintas presiones o temperaturas, para explorar más a fondo su teoría. “Este es en gran medida el ‘estudio piloto’ de esta técnica”, afirma, “así que estoy entusiasmado por ver hasta dónde puede llegar”.