قد تفسر الزلازل كيفية تشكل شذرات الذهب الضخمة في صخور الكوارتز

قد تتسبب الزلازل في تكوين شذرات الذهب في الكوارتز عن طريق توليد مجال كهربائي يجذب الذهب المذاب في السائل المندفع من أعماق الأرض.

غالبًا ما ترتبط شذرات الذهب الهائلة بالكوارتز، وهو معدن موجود في كل مكان ولكنه خامل كيميائيًا. يمكن أن يصل وزن أكبر شذرات الذهب في العالم إلى ما يقرب من 100 كيلوغرام، ولكن حتى الآن لم يتمكن أحد من تفسير كيفية تشكل مثل هذه الكتل الثمينة من المعدن.

يقول كريس فويسي من جامعة موناش في ملبورن: “كان اللغز يكمن في كيفية صنع كتلة صلبة كبيرة من الذهب في مكان واحد، عندما لا يكون هناك مصيدة كيميائية أو فيزيائية واضحة”.

اكتشف Voisey وزملاؤه الآن آلية محتملة. عندما يتعرض الكوارتز للضغط، فإنه ينتج جهدًا كهربائيًا يجذب الذهب المذاب في الماء.

ويوضح فويسي أن السر يكمن في بنية الكوارتز. الكوارتز هو المعدن الوحيد الوفير الذي تفتقر بلوراته إلى مركز التماثل. وهذا يعني أنه عندما يتم تشويه هذه البلورات أو تعرضها للضغط بسبب النشاط الزلزالي، يتغير تكوينها الكهرومغناطيسي الداخلي وتنتج الكهرباء. تُعرف الكهرباء المولدة استجابةً للإجهاد الميكانيكي باسم الكهرباء الضغطية.

تندفع السوائل الحرارية المائية الحاملة للذهب من القشرة الأرضية الوسطى إلى القشرة السفلية، على عمق 15 إلى 20 كيلومترًا تحت السطح، عبر الشقوق أثناء النشاط الزلزالي. ومع ذلك، فإن الذهب مخفف للغاية بحيث يتطلب الأمر ما يعادل خمسة حمامات سباحة أولمبية من هذا السائل الحراري المائي لإنتاج 10 كيلوغرامات من الذهب.

افترض فوازي وزملاؤه أن الذهب يتركز على شكل شذرات داخل الأوردة بواسطة الكهرضغطية للكوارتز أثناء الزلازل المتكررة. ولاختبار هذه الفكرة، أجرى الفريق تجارب على بلورات الكوارتز الموضوعة في محلول يحتوي على الذهب وتعريضها لضغوط معتدلة من مشغل.

عينات الكوارتز التي لم تتعرض للضغط لم تجذب الذهب، لكن تلك التي تعرضت للقوة ولدت جهدًا كهربائيًا وجذبت المعدن. وكانت بعض العينات مغلفة بالإيريديوم، الذي يبرز الاستجابة الكهرضغطية للكوارتز، ويحاكي بشكل مصطنع النشاط الزلزالي الأكبر. أنتجت هذه العينات قطعًا أكبر من الذهب – ما يزيد عن 6000 نانومتر – مقارنة بـ 200 إلى 300 نانومتر للكوارتز غير المطلي.

يقول فويسي إنه بمجرد أن بدأ الذهب يترسب على الكوارتز، فإنه جذب المزيد بسرعة. ويقول: “نظرًا لأن الذهب موصل، هناك تحيز تفضيلي للذهب في محلول الإيداع على الذهب الموجود مسبقًا”. “يصبح مثل مانعة الصواعق التي تجذب المزيد من الذهب.”