Die Entstehung von Goldnuggets in Quarzadern, obwohl sie schier unglaublich erscheinen mag, wird seit Jahrzehnten diskutiert, insbesondere da diese Vorkommen in ihrer Natur nicht immer homogen erscheinen. In vielen Lagerstätten scheint Gold an bestimmten Punkten konzentriert zu sein, was sich nicht leicht mit den gängigsten hydrothermalen Modellen erklären lässt.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft sucht nach alternativen Ansätzen, um zu verstehen, wie metallhaltige Flüssigkeiten diskrete Cluster in seismisch aktiven Gebieten bilden. In diesem Kontext führten im Jahr 2024 internationale Wissenschaftler Laboruntersuchungen durch, um die Reaktion von Quarz auf tektonische Spannungen zu studieren.
Wie beeinflussen Erdbeben die Bildung von Goldnuggets?
Die Autoren der erwähnten Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, entwickelten ein Modell, das die piezoelektrische Spannung, die durch Quarz während eines Erdbebens erzeugt wird, mit der Bildung von Goldnuggets verbindet. Quarz ist ein Mineral, das unter plötzlichem geologischen Stress in der Lage ist, ein elektrisches Feld zu generieren. Solche Bedingungen entstehen typischerweise in Gebieten, in denen aktive Störungen zur Zirkulation von Flüssigkeiten beitragen, die gelöstes Gold aus den Tiefen der Erdkruste transportieren.
Während der Forschung wurde festgestellt, dass, wenn ein Bündel seismischer Wellen durch eine quarzreiche Ader geschickt wird, das Mineral genügend Spannung erzeugen kann, um die Verteilung des in den Flüssigkeiten enthaltenen Goldes zu verändern. Gold neigt dazu, sich dort abzusetzen, wo es mit Oberflächen in Kontakt kommt, die die Bildung von Kristallen unterstützen. Hier könnte das piezoelektrische Feld eine entscheidende Rolle spielen. Dieser Mechanismus erklärt, warum Ablagerungen ungleichmäßig verteilt sind und Cluster bilden.
Diese Hypothese steht auch im Einklang mit geologischen Beobachtungen, die zeigen, dass viele der größten orogenen Vorkommen wiederkehrende Episoden der Rissbildung und hydrothermalen Zirkulation aufweisen. Jedes Erdbeben führt nicht nur zu Rissen in den Gesteinen, sondern aktiviert auch Transport- und Ablagerungsprozesse, die es ermöglichen, die Größe der Goldnuggets zu vergrößern.
Die Rolle des piezoelektrischen Quarzes in der Goldablagerung
Ein Team von Wissenschaftlern der Monash University in Australien führte ein Experiment durch, bei dem sie Quarzkristalle in eine Flüssigkeit tauchten, die gelöstes Gold enthielt. Sie erzeugten dann seismische Wellen, um schnelle Spannungen in den Kristallen zu bewirken. Diese Spannungen erzeugten piezoelektrische Spannungen, die die Ablagerung von Gold an der Oberfläche des Quarzes auslösten und so Nanopartikel bildeten.
Laut den Forschern können diese Nanopartikel als Ausgangspunkt für die Bildung größerer Goldnuggets dienen. Die Präsenz von angeheftetem Gold fungiert als Elektrode, an die in späteren Phasen mehr Metall angelagert wird. Einer der Autoren erklärte: „Gold, das in Lösung ist, neigt dazu, sich hauptsächlich auf bereits vorhandenen Goldkörnern abzulagern.“ Diese Dynamik deutet darauf hin, dass die Goldnuggets aufgrund eines kumulativen Prozesses wachsen, der mit fortschreitenden seismischen Ereignissen verbunden ist.
Wiederholte Erdbeben tragen zu neuen Phasen der Goldablagerung bei. Mit jedem Zyklus erzeugt der unter Druck stehende Quarz zusätzliche Spannungen, die das gelöste Gold reorganisieren und die Konsolidierung verbundener Metallstrukturen ermöglichen. Im Laufe der Zeit führen diese Akkumulationen zur Bildung großer Fragmente, die üblicherweise in den Rissen quarzreicher Adern vorkommen.
Wiederholte Goldbildung in seismischen Adern
Wissenschaftler identifizierten zwei Schlüsselfaktoren, die das Verständnis der Goldkonzentration in aktiven Adern beeinflussen: die piezoelektrische Natur des Quarzes und die orogene Natur der Lagerstätten, die die größten Goldnuggets enthalten. Erdbeben eröffnen nicht nur neue Wege für die Bewegung von Flüssigkeiten, sondern erzeugen auch Spannungen, die das Mineral aktivieren können. Dieses Szenario schafft einen geologischen Zyklus, der Tausende von Jahren dauern kann.
Hydrothermale Flüssigkeiten steigen entlang von Rissen und tragen kleine Mengen Gold mit sich, das schließlich an Kristallen oder bereits metallisierten Oberflächen haften bleibt. Jedes Erdbeben schafft neue elektrische Bedingungen, die die Akkumulation von Gold fördern. Mit der Zeit können diese Goldformen beträchtliche Dimensionen erreichen, was in orogenen Ablagerungen in verschiedenen Regionen der Welt beobachtet wurde.
Laboruntersuchungen bestätigten, dass die piezoelektrische Spannung des Quarzes ausreicht, um Gold aus wässrigen Lösungen abzusetzen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass sich der Metallkonzentration bei der Erstarrung um das vorhandene Gold verstärkt, was den Akkumulationsmechanismus verstärkt. Diese Erkenntnisse unterstützen die Theorie, dass die größten Lagerstätten das Ergebnis vieler miteinander verbundener seismischer Ereignisse sind.
Wissenschaftliche Bedeutung dieser Entdeckung
Ein häufiger diskutierter Aspekt der Studien von 2024 ist die Möglichkeit, Goldnuggets unter kontrollierten Bedingungen zu reproduzieren. Die Autoren erklärten: „Es handelt sich nicht um Alchemie; es braucht gelöstes Gold und geeignete Bedingungen, damit sich der Stoff von flüssig in einen Zustand verwandelt, in dem er sich auf der Oberfläche ablagern kann.“ Obwohl dieser Prozess kein Gold aus dem Nichts erzeugt, eröffnet er neue Wege für ein besseres Verständnis seiner Transformationen während des geologischen Zyklus.
Leider bietet diese Technologie (zum Nachteil von Enthusiasten) kein direktes Instrument zur Auffindung von Goldnugget-Lagerstätten. Das Erfassen piezoelektrischer Signale ermöglicht die Identifizierung von Quarzadern, aber es bestätigt nicht die Anwesenheit von Metall in ihnen.
