يكتشفون تكوين شذرات الذهب العملاقة من الكوارتز بفعل الزلازل

تتشكل شذرات الذهب الكبيرة الأكثر طلبًا في الغالب في عروق الكوارتز. ومع ذلك، ظلت العمليات الكامنة وراء إنشائها غامضة. وتقدم دراسة حديثة أجراها علماء جيولوجيون في أستراليا معلومات مهمة حول الأماكن التي يمكن اكتشاف عروق مهمة لهذا المعدن فيها. ويخلص البحث إلى أن الزلازل تولد مجالا كهربائيا في الكوارتز، مما يسهل بعد ذلك ترسيب شذرات الذهب.

في هذه المقالة سوف نخبرك كيف يفعل العلماء يكتشفون تكوين شذرات الذهب العملاقة من الكوارتز بفعل الزلازل.

خصائص الكوارتز

يصنف الكوارتز على أنه معدن كهروضغطي، مما يعني أنه ينتج مجالًا كهربائيًا عند تعرضه لضغوط جيولوجية، مثل تلك الناجمة عن الزلزال. وبناء على هذه المعرفة، أجرى فريق بحث في جامعة موناش في ملبورن تجارب معملية على بلورات الكوارتز المغمورة في سائل يحتوي على الذهب المذاب. لقد قاموا بمحاكاة الموجات الزلزالية للزلزال لتطبيق الضغط على البلورة وتوليد الجهد الكهربي.

لقد ثبت بالفعل أن رواسب الذهب الأولية، إلى جانب الشذرات الأكبر حجمًا، كانت تتركز في عروق الكوارتز الموجودة في المناطق الزلزالية، والتي تسمى الذهب الأصلي. هذه الأوردة هي نتيجة الضغط الذي تمارسه الزلازل القديمة. ومع ذلك، فإن الآلية الأساسية المسؤولة عن تركيز هذه شذرات الذهب المهمة لم تكن واضحة بالنسبة لنا.

«ويؤكد هذا الخبير أن العديد من الهزات الزلزالية البسيطة يمكن أن تسبب تركيز الذهب المذاب في هذه السوائل، بسبب خصائص الذهب الموصلة، وهي العملية التي يتم من خلالها تشكيل شذرات الذهب.". بعد ذلك، تحدث سلسلة من الظواهر الكهرضغطية.

الكهربائية الضغطية

الكهرباء الضغطية هي ظاهرة يمكن ملاحظتها في العديد من الأشياء اليومية، بما في ذلك ساعات الكوارتز وقداحات مواقد الغاز، حيث تولد قوة ميكانيكية صغيرة جهدًا كهربائيًا، والذي يظهر كطاقة أو شرارة. الكوارتز المعدني، الذي يحتوي عادة على رواسب كبيرة من الذهب، له خصائص مماثلة. لذلك، لقد فكر العلماء في الآثار المترتبة على ما إذا كان الإجهاد الناجم عن الزلازل يمكن أن يؤدي إلى تأثيرات مماثلة في باطن الأرض.

ولاختبار فرضيتهم، قام الباحثون بغمر بلورات الكوارتز في سائل غني بالذهب واستخدموا محركًا لممارسة التوتر، ومحاكاة النشاط الزلزالي للزلزال. وبعد التجربة، تم إخضاع عينات الكوارتز للفحص المجهري لتحديد ما إذا كان قد تم ترسيب الذهب أم لا.

وقال البروفيسور آندي تومكينز، أحد مؤلفي الدراسة من كلية الأرض والغلاف الجوي والبيئة بجامعة موناش: "كانت النتائج غير متوقعة". ويوضح أن "الكوارتز المجهد لم يسهل الترسيب الكهروكيميائي للذهب على سطحه فحسب، بل أدى أيضا إلى تكوين وتراكم جزيئات الذهب النانوية. من الغريب، "أظهر الذهب تفضيلًا لإيداع نفسه على حبيبات الذهب الموجودة مسبقًا بدلاً من توليد حبيبات جديدة."

وفي ضوء هذه النتائج، يفترض مؤلفو البحث، الذي ظهر في مجلة Nature Geoscience، أن العملية التي يتم تكرارها في المختبر يمكن أن تحدث في الطبيعة أيضًا. ويشيرون إلى أن السائل المخصب بالذهب المذاب يمكن أن يتخلل شقوق عرق الكوارتز، مما يؤدي إلى تكوين شذرات عندما يؤدي الزلزال إلى إحداث مجال كهربائي داخل الكوارتز.

الاكتشافات

بعد ترسيب الذهب الأولي، يمكن إضافة طبقات إضافية من خلال الأحداث الكهرضغطية اللاحقة، مما قد يوضح تطور شذرات الذهب الأكبر وشبكات الذهب المعقدة التي يتم ملاحظتها بشكل متكرر داخل كسور عروق الكوارتز. هذه العملية طويلة بشكل ملحوظ.

مع مرور الوقت، يمكن أن تؤدي هذه العملية إلى تكوين رواسب كبيرة من الذهب، مما يؤدي في النهاية إلى ظهور شذرات كبيرة أذهلت الباحثين عن الكنوز والجيولوجيين على حدٍ سواء. وفي حين أن الزمن الجيولوجي بطيء بطبيعته، يؤكد الخبراء أن ظهور هذه الشذرات الضخمة لا يحدث مباشرة بعد وقوع الزلزال. هذه هي الزلازل التي حدثت عبر تاريخ الأرض الواسع.

- تشكل شذرات الذهب الكبيرة نتيجة الزلازل

قام كريستوفر فويسي وفريقه بحساب الجهد الكهرضغطي الذي يمكن أن يولده الكوارتز استجابةً للزلازل. انتقلوا بعد ذلك إلى المختبر، حيث قاموا بغمر بلورات الكوارتز في محلول يحتوي على الذهب المذاب وقاموا بمحاكاة الموجات الزلزالية المميزة للزلزال لتطبيق الضغط على البلورة، وبالتالي تحفيز الجهد الكهربائي الانضغاطي. نتيجة ل، بدأت جزيئات الذهب النانوية تتراكم على سطح الكوارتز. كان الجهد الناتج عن الكوارتز كافياً لبدء عملية الترسيب.

ويؤكد المؤلفون أن هذه العملية يمكن أن تحدث دون الحاجة إلى بيئة مختبرية، مما يشير إلى أنها يمكن أن تتم بشكل طبيعي. وهذا يتحدى فكرة أن الذهب معدن محدود بطبيعته، مع بقاء كميته ثابتة منذ تكوين الأرض.

يقترح الباحثون أن السائل الذي يحتوي على الذهب المذاب يمكن أن يخترق شقوق عرق الكوارتز ويتحول بعد ذلك إلى شذرات عندما يؤدي الزلزال إلى إحداث مجال كهربائي داخل الكوارتز. بعد الترسيب الأولي للذهب، يمكن توليد ذهب إضافي فوق الرواسب الموجودة بسبب الأحداث الكهرضغطية اللاحقة، وهو ما يفسر تطور شذرات الذهب الأكبر حجمًا.

وفي مارس من العام الماضي، ضرب زلزال بقوة 5,7 درجة المنطقة الوسطى من بابوا غينيا الجديدة بإندونيسيا، مما يشير إلى تكرار مثل هذا النشاط الزلزالي. هذه المنطقة هي موطن لمنجم جراسبيرج، المعترف به باعتباره الأكبر في العالم، بالإضافة إلى منجم ليهير. بجانب، ويرتبط منجم كورتيز للذهب الواقع في ولاية نيفادا بالولايات المتحدة بمنطقة زلزالية مهمة.

ويقدر العلماء أن محتوى الأرض من الذهب يبلغ نحو جزء من مائة مليون من كتلتها الإجمالية، أي ما يعادل نحو 60 تريليون طن. ومع ذلك، فإن معظم هذا الذهب يتواجد في باطن الأرض، مما يجعل الوصول إليه حاليًا غير ممكن باستخدام التكنولوجيا البشرية الحالية. وبالتالي، يبدو أن التقدم العلمي يتقدم بسرعة أكبر نحو تطوير إبداعات جديدة بدلاً من استخراج الذهب الموجود بالفعل.

آمل أن تتمكنوا من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن اكتشاف تكوين شذرات الذهب العملاقة من الكوارتز بفعل الزلازل.