Ερευνητική ομάδα στην οποία συμμετείχε επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν ανακάλυψε έναν νέο μηχανισμό που βοηθά στην κατανόηση του τρόπου σχηματισμού των κοιτασμάτων χρυσού. Ο χρυσός είναι ένα απροσδόκητα κοινό μέταλλο — στην πραγματικότητα είναι πιο άφθονος από τον μόλυβδο αν ληφθεί υπόψη η συνολική σύσταση της Γης. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του παραμένει εγκλωβισμένο βαθιά στον γήινο μανδύα. Στην επιφάνεια, συγκεντρώνεται κυρίως σε ηφαιστειακά ή μαγματικά πετρώματα. Το πώς όμως μεταφέρεται από τα βάθη στην επιφάνεια αποτελούσε μέχρι σήμερα αντικείμενο επιστημονικής διαμάχης.

Τώρα, όπως αναφέρει το Forbes, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε αριθμητικά μοντέλα για να αποκαλύψει τις ακριβείς συνθήκες που οδηγούν στον εμπλουτισμό μαγμάτων που περιέχουν χρυσό.

Η «συνάντηση» του χρυσού με το θείο

Σύμφωνα με τη μελέτη, ένα συγκεκριμένο είδος θείου, το οποίο σχηματίζεται υπό πολύ συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας σε βάθος 50 έως 80 χιλιομέτρων κάτω από ενεργά ηφαίστεια, επιτρέπει τη μεταφορά χρυσού από τον μανδύα σε μάγματα που τελικά ανέρχονται προς την επιφάνεια της Γης.

Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι ο χρυσός μπορεί να σχηματίζει μοριακούς δεσμούς με δύο ή τρία άτομα θείου. Ωστόσο, η νέα μελέτη —με τη συμμετοχή ερευνητών από την Κίνα, την Ελβετία, την Αυστραλία και τη Γαλλία— είναι η πρώτη που παρουσιάζει ένα ολοκληρωμένο θερμοδυναμικό μοντέλο για τον τρόπο με τον οποίο ο χρυσός συνδέεται με το θείο και μεταφέρεται μέσω του μάγματος

Ο καθαρός χρυσός είναι χημικά αδρανής στον γήινο μανδύα και τείνει να παραμένει εκεί. Όταν όμως προστεθεί ρευστό πλούσιο σε θείο, ο χρυσός προτιμά να δεσμεύεται με τρία ιόντα θείου, σχηματίζοντας το λεγόμενο σύμπλοκο χρυσού-τρισουλφιδίου. Το σύμπλοκο αυτό είναι εξαιρετικά κινητικό στα λιωμένα τμήματα του μανδύα, δηλαδή στο μάγμα.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν το νέο θερμοδυναμικό μοντέλο βασιζόμενοι σε εργαστηριακά πειράματα, στα οποία έλεγχαν την πίεση και τη θερμοκρασία ώστε να δημιουργήσουν τεχνητό μάγμα. Το μοντέλο αυτό μπορεί στη συνέχεια να εφαρμοστεί σε πραγματικές γεωλογικές συνθήκες.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι ζώνες καταβύθισης — περιοχές όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη. Σε αυτές τις γεωλογικές «ραφές», το μάγμα από τον μανδύα έχει τη δυνατότητα να ανέρχεται προς την επιφάνεια. Παράλληλα, η πλάκα που καταβυθίζεται και λιώνει σε μεγαλύτερα βάθη απελευθερώνει ρευστά πλούσια σε θείο, απαραίτητα για τον σχηματισμό μαγμάτων που μεταφέρουν χρυσό.

Καθώς το μάγμα ανέρχεται, η αποσυμπίεση και η κυκλοφορία υδροθερμικών ρευστών συγκεντρώνουν περαιτέρω τον χρυσό σε φλέβες και συσσωρεύσεις, δημιουργώντας κοιτάσματα που μπορούν να εξορυχθούν.

Οι ίδιες διεργασίες που προκαλούν ηφαιστειακές εκρήξεις είναι και εκείνες που δημιουργούν τα κοιτάσματα χρυσού

«Σε όλες τις ηπείρους γύρω από τον Ειρηνικό Ωκεανό — από τη Νέα Ζηλανδία έως την Ινδονησία, τις Φιλιππίνες, την Ιαπωνία, τη Ρωσία, την Αλάσκα, τις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά, μέχρι και τη Χιλή — υπάρχουν πολυάριθμα ενεργά ηφαίστεια. Όλα αυτά σχηματίζονται πάνω ή κοντά σε ζώνες καταβύθισης. Οι ίδιες διεργασίες που προκαλούν ηφαιστειακές εκρήξεις είναι και εκείνες που δημιουργούν τα κοιτάσματα χρυσού», εξηγεί ο Άνταμ Σάιμον, καθηγητής Γεωεπιστημών και Περιβαλλοντικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και συν-συγγραφέας της μελέτης.

«Τα αποτελέσματα αυτά μας προσφέρουν μια ιδιαίτερα ισχυρή κατανόηση του γιατί ορισμένες ζώνες καταβύθισης παράγουν εξαιρετικά πλούσια κοιτάσματα χρυσού. Ο συνδυασμός αυτής της μελέτης με προηγούμενες έρευνες βελτιώνει ουσιαστικά την κατανόησή μας για τον σχηματισμό κοιτασμάτων χρυσού και μπορεί να συμβάλει θετικά στην έρευνα και τον εντοπισμό νέων αποθεμάτων», καταλήγει ο Σάιμον. Η μελέτη με τίτλο «Mantle oxidation by sulfur drives the formation of giant gold deposits in subduction zones» δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Διαβάστε ακόμη