Nuevos hallazgos realizados por científicos en Australia podrían desafiar lo que creíamos saber sobre la forma en que las pepitas de oro florecen en vastos arrecifes bajo nuestros pies.
Bajo presiones de cientos de megapascales (decenas de miles de libras por pulgada cuadrada) y temperaturas hirvientes, el agua extraída de las profundidades de la corteza terrestre arrastra gases, metales y minerales disueltos a la superficie con cada temblor y estremecimiento de un evento sísmico.
Como sabe cualquier buen prospector, las vetas enterradas de dióxido de silicio cristalizado, más conocido como cuarzo – son terreno fértil para la extracción de oro, ya que ambos materiales se precipitan de la solución en condiciones sorprendentemente similares.
Aunque Los mecanismos básicos Hace tiempo que se entienden los mecanismos detrás de la formación del precioso mineral, pero ciertos detalles nunca han encajado del todo y una nueva investigación de científicos de la Universidad Monash de Australia, la CSIRO y la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear desafía las opiniones convencionales sobre cómo se forma el oro.
“Si bien esta teoría es ampliamente aceptada, no explica completamente la formación de grandes pepitas de oro, especialmente considerando que la concentración de oro en estos fluidos es extremadamente baja”. dice Chris Voisey, geólogo de la Universidad de Monash.
Como elemento, el oro no se disuelve fácilmente en el agua, por lo que es raro encontrar concentraciones superiores a una parte por millón. Por otra parte, los yacimientos de oro representan un increíble grado de enriquecimiento, muchos miles de veces más concentrado que la solución difusa que los crea.
Una serie de hallazgos geológicos y procesos biológicos Podrían acumularse grandes cantidades de mineral de oro en algunos lugares. También podrían desprenderse pequeñas partículas de oro de la solución antes de concentrarse en un punto.
Pero nada de esto explica por qué las partículas de oro podrían depositarse dentro de un bloque de cuarzo, acumulándose en trozos lo suficientemente grandes como para hacer que un excavador enloquecido gritara “¡Eureka!”. Así que Voisey y su equipo se preguntaron si la combinación de oro y cuarzo podría estar más íntimamente conectada de lo que parecía en un principio.
El dióxido de silicio es un material increíblemente único. Mientras que otros cristales son relativamente simétricos, el cuarzo se forma con una polarización que produce un voltaje cuando se somete a tensión, un fenómeno conocido como efecto piezoeléctrico.
Con cada temblor de la corteza terrestre, las vetas de cuarzo crepitarán con corrientes estáticas a medida que surjan voltajes y los electrones se reequilibren.
Es poco probable que este salto de carga se aleje mucho, dado que el cuarzo es un material aislante. El oro, por otro lado, es un gran conductor de electricidadlo que aumenta la posibilidad de que las reacciones electroquímicas dentro de las vetas de cuarzo puedan servir como catalizador, extrayendo suficiente oro de la solución en puntos concentrados a través de ciclos repetidos de pequeñas sacudidas.
“Las frecuencias de las ondas sísmicas de los terremotos varían enormemente según la magnitud y la composición de la roca, pero varían entre 1 hercio y más de 20 hercios”, explicó Voisey a ScienceAlert.
“Cada una de estas ondas puede distorsionar el cristal de cuarzo y provocar la creación de un voltaje piezoeléctrico que tendrá alguna posibilidad de reducir el oro de la solución cercana”.
Para comprobar si esta reducción era suficiente para provocar que los granos de oro crecieran en tamaño, los investigadores colocaron una docena de pequeñas baldosas de cuarzo cortadas de cristal natural en soluciones acuosas de oro.
La mitad de las placas se sacudieron 20 veces por segundo durante una hora para reproducir un pequeño terremoto, lo que produjo un voltaje de entre 0,4 y 1,4 voltios. La otra mitad se dejó en sus baños para que actuara como control.
Análisis con un microscopio electrónico de barrido Se revelaron granos de oro del tamaño de un micrómetro que se habían formado en las baldosas movidas, mientras que no apareció ninguno en los controles.
Pruebas posteriores realizadas con baldosas de cuarzo salpicadas de forma natural con granos de oro revelaron que las diminutas “semillas” florecían aún más en las soluciones cuando se aplicaba una tensión. Fundamentalmente, estas diminutas bases de oro tenían prioridad como sitios de nucleación de la formación de minerales, y su presencia reducía la posibilidad de que se formaran nuevos granos de oro en las cercanías.
“Una vez que se haya depositado algo de oro, esta posibilidad aumenta porque el oro se comportará como un catalizador para una reacción posterior debido a su conductividad”, explicó Voisey a ScienceAlert.
Lo que se simuló en el laboratorio utilizando soluciones concentradas y largos períodos de agitación, por supuesto tomaría mucho más tiempo en el mundo real con soluciones diluidas y temblores ocasionales.
Sin embargo, en escalas de tiempo geológicas, el proceso podría ser relativamente rápido. Sin el impacto adicional del cuarzo estresado, es difícil incluso explicar cómo el oro pudo acumularse en depósitos tan ricos en primer lugar.
La piezoelectricidad también podría explicar por qué las vetas de oro parecen “flotar” en las vetas de cuarzo, sin grietas evidentes ni variaciones en la geoquímica que expliquen su disposición. Nada más que el susurro de un mineral iluminación tormenta dejada por la Tierra temblorosa para mostrarle al polvo de oro dónde juntarse.
Esta investigación fue publicada en Geociencias de la naturaleza.