Didžiuliai aukso grynuoliai dažnai būna susiję su kvarcu – visur paplitusiu, bet chemiškai inertišku mineralu. Didžiausių pasaulyje aukso grynuolių svoris gali siekti beveik 100 kilogramų, tačiau iki šiol niekas nesugebėjo paaiškinti, kaip susiformuoja tokie vertingojo metalo gabalai.
„Mįslė – kaip vienoje vietoje sukurti didelį aukso grynuolį, kai nėra jokių akivaizdžių cheminių ar fizikinių spąstų?“, – pasakoja Chrisas Voisey iš Monašo universiteto Australijoje.
Jis su kolegomis dabar atrado galimą mechanizmą. Kai kvarcas veikiamas slėgio, jame susidaro įtampa, kuri pritraukia vandenyje ištirpusį auksą.
Paslaptis glūdi kvarco struktūroje, aiškina Ch. Voisey. Kvarcas yra vienintelis gausiai paplitęs mineralas, kurio kristalai neturi simetrijos centro. Tai reiškia, kad kai šie kristalai iškraipomi arba veikiami spaudimo dėl seisminės veiklos, jų vidinė elektromagnetinė konfigūracija pakinta ir jie pradeda gaminti elektrą. Elektra, atsirandanti dėl mechaninio įtempimo, vadinama pjezoelektra.
Aukso turintys hidroterminiai skysčiai iš Žemės plutos vidurio ir apatinės dalies, esančios 15–20 km po paviršiumi, seisminio aktyvumo metu pro plyšius išstumiami į viršų. Tačiau auksas yra toks „praskiestas“, kad norint gauti 10 kilogramų aukso grynuolį, prireiktų penkių olimpinių plaukimo baseinų šio hidroterminio skysčio.
Ch. Voisey ir jo kolegos iškėlė hipotezę, kad auksas koncentruojasi į grynuolius aukso gyslose dėl kvarco pjezoelektrinių savybių, pasireiškiančių per pakartotinus žemės drebėjimus. Siekdama patikrinti šią idėją, tyrėjų komanda atliko eksperimentus su kvarco kristalais, patalpintais į tirpalą, kuriame yra aukso, ir kuris buvo veikiamais vidutiniu slėgiu.
Kvarco mėginiai, kuriems nebuvo veikiami slėgiu, nepritraukė aukso – tačiau tie, kuriuos veikė slėgis, sukūrė įtampą ir pritraukė metalą. Kai kurie bandiniai buvo padengti iridžiu, kuris sustiprina kvarco pjezoelektrinį atsaką, dirbtinai imituodamas didesnį seisminį aktyvumą. Šiuose bandiniuose „išaugo“ didesni aukso gabalėliai – iki 6000 nanometrų, palyginti su 200–300 nanometrais.
Kai auksas pradėjo formuotis ant kvarco, jis greitai pritraukė daugiau aukso, teigia Ch. Voisey. „Kadangi auksas yra laidininkas, tirpale esantis auksas turi pirmenybę nusėsti ant jau esančio aukso“, – sako jis. – Jis tampa tarsi žaibolaidžiu, kuris pritraukia daugiau aukso.“
Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature Geoscience“.
Parengta pagal „New Scientist“.
