Jak vzniká zlato? Australští vědci odhalili nečekaný proces

04.09.2024 19:00

Aktualizováno: 04.09.2024 23:33

Zlato je opravdu vzácný kov. V zemské kůře se nachází v průměrné koncentraci pouhých 0,0031 částic na milion (ppm), což je ve srovnání například s mědí (60 ppm) opravdu zanedbatelné. Není proto divu, že zlato má mnohem vyšší cenu. Odhaduje se, že na Zemi existuje celkem „jen“ 244 000 tun zlata, což by se vešlo do krychle s hranami dlouhými 55 metrů. Jak je tedy možné, že při tak malé koncentraci nacházíme zlaté žíly nebo dokonce velké nuggety vážící desítky kilogramů?

Zlaté nuggety fascinují lidstvo odedávna, přičemž nejvíce jich bylo nalezeno v Austrálii. Právě odtud také pochází nové, věrohodné vysvětlení procesu, kterým se zlato koncentruje v zemské kůře.

Tým vědců z Monash University vedený Christopherem R. Voiseym přišel s revoluční teorií, podle níž vznik zlatých nuggetů způsobuje piezoelektrický efekt křemene při zemětřeseních. Ačkoli to zní složitě, podobný princip využívá mnoho zapalovačů.

Křemen: Skrytý elektrický hráč v procesu tvorby zlata

Křemen je jedním z nejběžnějších minerálů na Zemi (282 000 ppm). Nachází se téměř všude - od písečných pláží po horské masivy. Unikátní vlastností křemene je jeho piezoelektricita, což znamená, že při mechanickém tlaku generuje elektrické napětí.

„Křemen je jediný hojně rozšířený piezoelektrický minerál na Zemi,“ uvádí Voisey. „Cyklická seismická aktivita, která vede ke vzniku zlatých ložisek, způsobuje, že křemenné krystaly zažívají tisíce epizod nerovnoměrného napětí.“

Představte si křemen jako miniaturní elektrárnu. Když zemětřesení vyvine tlak na křemen, začne produkovat elektrické napětí, které hraje klíčovou roli při formování zlatých nuggetů.

Jak zemětřesení mění přírodu v zlatotvornou laboratoř

Orogenní zlatá ložiska vznikají díky opakovaným zemětřesením, která přinášejí zlatonosné roztoky do určitých oblastí. Tyto roztoky obvykle obsahují velmi malé množství zlata - méně než jeden miligram na kilogram roztoku. Jak ale mohou z takto zředěných roztoků vznikat masivní nuggety?

Zde přichází na scénu piezoelektrický efekt křemene. Napětí vznikající v křemenu při zemětřesení je dostatečně silné, aby spustilo elektrolýzu, tedy proces, při kterém elektrický proud vyvolává chemické reakce.

„Zjistili jsme, že napětí v křemenných krystalech může způsobit vysrážení zlata z roztoku a akumulaci zlatých nanočástic,“ vysvětluje Voisey.

Tento proces způsobuje, že zlato je doslova „vytahováno“ z roztoku a ukládá se na povrchu křemene nebo na již existujících zlatých částicích.

Od atomu ke zlatému nuggetu: Jak roste poklad v zemi

Tvorba zlatých nuggetů je postupný a kumulativní proces. Začíná na atomární úrovni, kdy se jednotlivé atomy zlata shlukují do malých klastrů, které pak rostou s každým dalším zemětřesením.

Jakmile se začne zlato hromadit, stává se preferovaným místem pro další růst, protože je výborným vodičem elektřiny.

„Naše výsledky ukazují, že existující zlatá zrna jsou ohniskem pokračujícího růstu,“ říká Voisey. „To vysvětluje, jak vznikají velké nuggety a proč jsou zlaté sítě v křemenných žilách tak často propojené.“

Laboratorní experimenty potvrzují teorii: Jak zlaté nuggety vznikají v praxi

Vědci teorii otestovali sérií laboratorních experimentů. Použili křemenné destičky ponořené do zlatonosných roztoků a simulovali účinky zemětřesení pomocí lineárního aktuátoru, který vytvářel pravidelné vibrace.

Výsledky byly ohromující. Na povrchu křemene se začaly tvořit mikroskopické zlaté částice. Když použili destičky s existujícími zlatými zrny, další zlato se přednostně ukládalo právě na nich.

„Na přírodním zlatonosném vzorku křemene se na zlatém zrnu vytvořily hojné 1-2 mikrometrové shluky zlata, zatímco na povrchu křemene bylo zlata jen málo,“ popisuje Voisey výsledky.

Objev, který mění pravidla hry: Budoucnost těžby zlata a nové možnosti

Objev mechanismu tvorby zlatých nuggetů má dalekosáhlé důsledky, nejen pro geologii, ale i pro těžební průmysl. Porozumění tomuto procesu by mohlo vést k efektivnějším metodám průzkumu a těžby zlata. Také by to mohlo vysvětlit, proč jsou některá ložiska bohatší než jiná, a usnadnit hledání nových zdrojů zlata.

Princip piezoelektrické akumulace materiálu by mohl najít uplatnění i v jiných oblastech, od nanotechnologií po vývoj nových materiálů.

Závěrem lze říci, že objev role piezoelektrického efektu při tvorbě zlatých nuggetů ukazuje, jak nečekané fyzikální jevy mohou spolupracovat na vytváření něčeho tak cenného, jako jsou zlaté nuggety. Tento proces připomíná, že příroda má stále mnoho neodhalených tajemství, a že i ty nejběžnější minerály, jako je křemen, mohou skrývat neuvěřitelné vlastnosti.

Zdroj: Gold nugget formation from earthquake-induced piezoelectricity in quartz , Zlaté nuggety vznikají díky elektrické síle při zemětřesení. Australané odhalili překvapivý proces , Welcome Stranger , The Story of the Welcome Nugget , The 5 Largest Gold Nuggets That Still Exist , Scientists find seismic role in formation of large gold nuggets

Líbil se vám tento článek a chcete abychom vám podobné rady a tipy zasílali zdarma na email?