El cuarzo actúa como una batería natural, con oro como electrodo, acumulando lentamente más oro con cada terremoto
Los científicos llevan mucho tiempo fascinados por la formación de pepitas de oro, que suelen encontrarse enclavadas en vetas de cuarzo. Una nueva investigación dirigida por geólogos de la Universidad de Monash sugiere que el proceso podría ser, literalmente, incluso más electrizante de lo que pensábamos.
Las pepitas de oro, apreciadas por su rareza y belleza, han estado en el centro de las fiebres del oro durante siglos.
"La explicación estándar es que el oro se precipita a partir de fluidos calientes ricos en agua a medida que fluyen a través de grietas en la corteza terrestre", dijo Dr. Chris Voisey de la Escuela de Atmósfera Terrestre y Medio Ambiente de la Universidad de Monash.
"A medida que estos fluidos se enfrían o sufren cambios químicos, el oro se separa y queda atrapado en las vetas de cuarzo. Si bien esta teoría es ampliamente aceptada, no explica completamente la formación de grandes pepitas de oro, especialmente considerando que la concentración de oro en estos fluidos es extremadamente baja", dijo.
El equipo de investigación probó un nuevo concepto: la piezoelectricidad. El cuarzo, el mineral que normalmente alberga estos depósitos de oro, tiene una propiedad única llamada piezoelectricidad: genera una carga eléctrica cuando se lo somete a tensión. Este fenómeno ya nos resulta familiar en objetos cotidianos como los relojes de cuarzo y los encendedores de barbacoa, donde una pequeña fuerza mecánica crea un voltaje significativo. ¿Qué pasaría si la tensión de los terremotos pudiera hacer algo similar dentro de la Tierra?
Imagen derecha: Esquema del aparato utilizado en todos los experimentos.
Para probar esta hipótesis, los investigadores realizaron un experimento diseñado para replicar las condiciones que el cuarzo podría experimentar durante un terremoto. Sumergieron cristales de cuarzo en un fluido rico en oro y aplicaron tensión mediante un motor para simular el temblor de un terremoto. Después del experimento, las muestras de cuarzo se examinaron bajo un microscopio para ver si se había depositado oro.
"Los resultados fueron sorprendentes", dijo el coautor del estudio, el profesor Andy Tomkins, de la Escuela de Tierra, Atmósfera y Medio Ambiente de la Universidad de Monash.
"El cuarzo estresado no sólo depositó oro electroquímicamente sobre su superficie, sino que también formó y acumuló nanopartículas de oro. Sorprendentemente, el oro tenía tendencia a depositarse sobre los granos de oro existentes en lugar de formar otros nuevos", dijo.
Esto se debe a que, mientras que el cuarzo es un aislante eléctrico, el oro es un conductor.
Una vez que se deposita algo de oro, se convierte en un punto focal para un mayor crecimiento, "recubriendo" efectivamente los granos de oro con más oro.
Imagen: Izquierda: Imagen de microscopio electrónico de barrido del cuarzo y el oro en el experimento. Derecha: Mapa espectroscópico de energía dispersiva de la muestra. Chris Voisey.
"Nuestro descubrimiento proporciona una explicación plausible para la formación de grandes pepitas de oro en vetas de cuarzo", afirmó el Dr. Voisey.
A medida que el cuarzo se ve sometido a repetidos esfuerzos debido a los terremotos, genera voltajes piezoeléctricos que pueden reducir el oro disuelto en el fluido circundante, provocando su sedimentación.
Con el tiempo, este proceso podría conducir a la formación de importantes acumulaciones de oro, produciendo en última instancia las enormes pepitas que han cautivado por igual a cazadores de tesoros y geólogos.
"En esencia, el cuarzo actúa como una batería natural, con oro como electrodo, acumulando lentamente más oro con cada evento sísmico", dijo el Dr. Voisey.
Este proceso podría explicar por qué las pepitas de oro de gran tamaño suelen estar asociadas a vetas de cuarzo formadas en depósitos relacionados con terremotos.
Esta nueva comprensión de la formación de pepitas de oro no sólo arroja luz sobre un misterio geológico de larga data, sino que también resalta la interrelación entre los procesos físicos y químicos de la Tierra.
El estudio se publica en Nature Geoscience: Gold nugget formation from earthquake-induced piezoelectricity in quartz
