Altın Oluşumunda Depremlerin Rolü
Avustralyalı bilim insanlarının yeni bulguları, ayaklarımızın altındaki geniş resiflerde altın külçelerinin nasıl çiçek açtığına dair bildiğimizi sandığımız şeylere meydan okuyabilir.
Yüzlerce megapaskal (inç kare başına on binlerce pound) basınç ve kaynar sıcaklıklar altında, Dünya kabuğunun derinliklerinden sıkıştırılan su, sismik bir olayın her depreminde ve sarsıntısında çözünmüş gazları, metalleri ve mineralleri yüzeye taşır.
Herhangi bir iyi madencinin bildiği gibi, kristalleşmiş silisyum dioksitin gömülü damarları – daha iyi bilinen adıyla kuvars – altın madenciliği için verimli bir zemin oluşturur ve her iki malzeme de çarpıcı biçimde benzer koşullar altında çözeltiden çöker.
Değerli cevherin oluşumunun ardındaki temel mekanizmalar bir süredir anlaşılmış olsa da, bazı ayrıntılar hiçbir zaman tam olarak bir araya gelmedi ve Avustralya’daki Monash Üniversitesi, CSIRO ve Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Örgütü’ndeki bilim insanlarının yeni araştırmaları, altının nasıl oluştuğuna dair geleneksel görüşlere meydan okuyor.
“Bu teori yaygın olarak kabul görse de, özellikle bu sıvılardaki altın konsantrasyonunun son derece düşük olduğu düşünüldüğünde, büyük altın külçelerinin oluşumunu tam olarak açıklamıyor,” diyor Monash Üniversitesi’nden jeolog Chris Voisey.
Bir element olarak altın suda kolayca çözünmez, bu nedenle milyonda bir parçadan fazla konsantrasyon bulmak nadirdir. Öte yandan, altın yatakları inanılmaz derecede zenginleşmeyi temsil eder, onları oluşturan dağınık çözeltiden binlerce kat daha yoğundur.
Bir dizi jeolojik ve biyolojik süreç, bazı yerlerde önemli miktarda altın cevheri birikmesine neden olabilir. Altın tozları ayrıca tek bir noktada yoğunlaşmadan önce çözeltiden düşebilir.
Ancak bunların hiçbiri, altın parçacıklarının neden bir kuvars bloğunun içine yerleşip, ateşli bir kazıcının “Eureka!” diye bağırmasına yetecek kadar büyük parçalar halinde toplanabileceğini açıklamıyor. Bu nedenle Voisey ve ekibi, altın ve kuvarsın eşleşmesinin ilk göründüğünden daha yakından bağlantılı olup olmadığını merak etti.
Silisyum dioksit inanılmaz derecede eşsiz bir malzemedir. Diğer kristaller nispeten simetrikken, kuvars, stres altında bir voltaj üreten bir önyargı ile oluşur – piezoelektrik etki olarak bilinen bir fenomen.
Dünya kabuğunun her titremesinde, kuvars damarları voltajlar ortaya çıktıkça ve elektronlar yeniden dengelendikçe statik akımlarla çatırdar.
Kuvars yalıtkan bir malzeme olduğu için bu yük sıçramasının çok uzağa gitmesi olası değildir. Öte yandan altın, elektriğin harika bir iletkenidir ve kuvars damarları içindeki elektrokimyasal reaksiyonların bir katalizör görevi görebileceği ve tekrarlanan küçük sarsıntı döngüleri yoluyla yoğun noktalardaki çözeltiden yeterli altını çekebileceği olasılığını artırır.
Voisey, ScienceAlert’e “Deprem sismik dalga frekansları büyüklüğe ve kaya bileşimine göre büyük ölçüde değişir, ancak 1 hertz’den 20 hertz’in üzerine kadar değişir” diye açıkladı.
“Bu dalgaların her biri kuvars kristalini bozabilir ve piezoelektrik bir voltaj oluşmasına neden olabilir, bu da yakındaki çözeltiden altını azaltma şansına sahip olacaktır.”
Bu indirgemenin altın taneciklerinin büyümesi için yeterli olup olmadığını test etmek amacıyla araştırmacılar, doğal kristalden kesilmiş bir düzine küçük kuvars parçasını sulu altın çözeltilerine yerleştirdiler.
Levhaların yarısı daha sonra küçük bir depremi taklit etmek için bir saat boyunca saniyede 20 kez sallandı ve 0,4 ila 1,4 volt arasında voltaj üretildi. Diğer yarısı kontrol görevi görmesi için banyolarında yalnız bırakıldı.
Taramalı elektron mikroskobuyla yapılan analiz, sallanan fayanslarda mikron büyüklüğünde altın taneciklerinin oluştuğunu, ancak kontrollerde hiçbir tanecik görünmediğini ortaya koydu.
Doğal olarak altın tanecikleriyle benekli kuvars fayanslar kullanılarak yapılan sonraki testler, bir stres uygulandığında çözeltilerde minik ‘tohumların’ daha da çiçek açtığını ortaya koydu. Kritik olarak, bu minik altın temelleri cevher oluşumunun çekirdeklenme yerleri olarak öncelik kazandı ve bunların varlığı yakınlarda yeni altın taneciklerinin oluşma şansını azalttı.
(Sol): Deneyler sırasında piezoelektrik reaksiyonlar yoluyla kuvars üzerine bırakılan altının taramalı elektron mikroskobu görüntüsü. Gömme, altın tanesinin dokusunun birbirine yapışmış birden fazla altın nanopartikülünden oluştuğunu ortaya koyan yakınlaştırılmış bir görüntüdür. (Sağ): Numunenin enerji dağılımlı spektroskopik haritası. (Chris Voisey)
Voisey, ScienceAlert’e “Bir miktar altın biriktiğinde, iletkenliği nedeniyle altın daha fazla reaksiyon için bir katalizör gibi davranacağı için bu şans artar” açıklamasını yaptı.
Laboratuvarda yoğunlaştırılmış çözeltiler ve uzun süreli çalkalamalar kullanılarak simüle edilen şey, seyreltik çözeltiler ve ara sıra titremelerle gerçek dünyada elbette çok daha uzun sürecektir.
Ancak jeolojik zaman ölçeklerinde, süreç nispeten hızlı olabilir. Gergin kuvarsın ek şoku olmadan, altının ilk etapta bu kadar zengin tortularda nasıl biriktiğini açıklamak bile zordur.
Piezoelektrik ayrıca, altın damarlarının kuvars damarlarında neden ‘yüzüyor’ gibi göründüğünü, düzenlerini açıklayacak belirgin bir çatlak veya jeokimya değişikliği olmadığını da açıklayabilir. Altın tozunun nerede toplanacağını göstermek için titreyen Dünya tarafından bırakılan bir mineral yıldırım fırtınasının fısıltısından başka bir şey yok.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
İzmir’in Antik Yunan Kentinde Altın Sikkelerle Dolup Taşan Küp Bulundu