Geologen sind überrascht: Forschungsergebnisse zeigen, dass Erdbeben Goldnuggets durch Quarz bilden können. Die Entstehung von Goldnuggets in Quarzadern, so unwahrscheinlich es auch erscheinen mag, ist seit Jahrzehnten Thema intensiver Diskussionen. Dies liegt insbesondere daran, dass diese Lagerstätten nicht immer eine homogene Beschaffenheit aufweisen.
In vielen Lagerstätten scheint Gold an bestimmten Punkten konzentriert zu sein, was sich nur schwer mit den gängigen hydrothermalen Modellen erklären lässt. Die wissenschaftliche Gemeinschaft sucht deshalb nach alternativen Ansätzen, um zu verstehen, wie metallhaltige Flüssigkeiten in seismisch aktiven Gebieten diskrete Ansammlungen bilden.
Beitrag von Erdbeben zur Goldnugget-Bildung
Im Jahr 2024 führte eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern Laborexperimente durch, um die Reaktion von Quarz auf tektonischen Stress zu untersuchen. Die Autoren der genannten Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, entwickelten ein Modell, das den während Erdbeben erzeugten piezoelektrischen Stress von Quarz mit der Bildung von Goldnuggets verknüpft.
Quarz ist ein Mineral, das in der Lage ist, elektrische Felder unter plötzlichem geologischem Stress zu erzeugen. Solche Bedingungen entstehen typischerweise in Gebieten, in denen aktive Verwerfungen die Zirkulation von Flüssigkeiten unterstützen, die aufgelöstes Gold aus den Tiefen der Erdkruste transportieren.
Während der Untersuchungen stellte sich heraus, dass ein Paket seismischer Wellen, das durch eine Quarzreiche verläuft, genügend Stress erzeugen kann, um die Verteilung des in den Flüssigkeiten enthaltenen Goldes zu verändern.
Gold neigt dazu, sich dort niederzulassen, wo es auf Oberflächen trifft, die die Bildung von Keimen unterstützen, und genau hier kann das piezoelektrische Feld eine entscheidende Rolle spielen. Dieser Mechanismus erklärt, warum die Ablagerungen ungleichmäßig verteilt sind und Cluster bilden.
Diese Hypothese steht auch im Einklang mit geologischen Beobachtungen, die zeigen, dass viele der größten orogenen Lagerstätten wiederkehrende Episoden von Rissbildung und hydrothermaler Zirkulation aufweisen. Jedes Erdbeben führt nicht nur zu Rissen im Gestein, sondern aktiviert auch die Prozesse des Transports und der Ablagerung, was es ermöglicht, die Größe der Goldnuggets zu vergrößern.
Funktionsweise des piezoelektrischen Quarzes und der Ablagerung von Goldnuggets
Eine Forschergruppe der Monash University (Australien) führte ein Experiment durch, bei dem Quarzkristalle in eine Flüssigkeit mit gelöstem Gold eingetaucht wurden. Anschließend erzeugten sie seismische Wellen, um schnellen Stress in den Kristallen zu erzeugen. Dieser Stress erzeugte ein piezoelektrisches Potenzial, das die Ablagerung von Gold auf der Oberfläche des Quarzes bewirken konnte, wodurch Nanopartikel gebildet wurden.
Laut den Forschern können diese Nanopartikel der Ausgangspunkt für die Bildung größerer Goldnuggets sein. Das anhaftende Gold fungiert als Elektrode, auf die in späteren Phasen weiteres Metall abgelegt wird. Einer der Autoren erklärte: „Das im Lösungsmittel gelöste Gold neigt dazu, sich hauptsächlich auf bereits vorhandenen Goldkörnern abzulagern.“ Diese Dynamik deutet darauf hin, dass Goldnuggets durch einen kumulativen Prozess entstehen, der mit fortschreitenden seismischen Ereignissen verbunden ist.
Wiederholte Erdbeben tragen zu neuen Phasen der Goldablagerung bei. Mit jedem Zyklus erzeugt der gestresste Quarz zusätzlich Stress, der das gelöste Gold reorganisiert und die Konsolidierung verbundenen Metallstrukturen ermöglicht. Im Laufe der Zeit führen diese Ansammlungen zur Bildung großer Fragmente, die typischerweise in Adern von spannungsgeladenem Quarz auftreten.
Wiederholte Bildung und Wachstum von Gold 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 den Flüssigkeitsfluss, 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 auf und tragen kleine Mengen Gold mit sich, das sich schließlich an Kristallen oder bereits metallisierten Oberflächen anlagert.
Jedes Erdbeben erzeugt neue elektrische Bedingungen, die die Ansammlung von Gold fördern. Im Laufe der Zeit können Goldformen beträchtliche Größen erreichen, was in orogenen Ablagerungen in verschiedenen Regionen der Welt beobachtet wurde.
Laborexperimente bestätigten, dass das piezoelektrische Potenzial von Quarz ausreichend ist, um Gold aus wässrigen Lösungen auszuschwemmen. Zudem wurde nachgewiesen, dass sich das Metall beim Erstarren um das vorhandene Gold konzentriert, was den Akkumulationsmechanismus verstärkt.
Diese Daten unterstützen die These, dass die größten Lagerstätten das Ergebnis vieler miteinander verbundener seismischer Ereignisse sind.
Wissenschaftliche Bedeutung dieser Entdeckung
Ein besonders diskutierter Aspekt der Forschung aus dem Jahr 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 einem flüssigen Zustand in einen Zustand verwandelt, in dem er auf der Oberfläche abgelagert werden kann.“ Obwohl dieser Prozess kein Gold aus dem Nichts erzeugt, eröffnet er Wege zu einem besseren Verständnis seiner Veränderungen im Verlauf des geologischen Zyklus.
Leider bietet diese Technologie keinen direkten Werkzeug zur Detektion von Goldnugget-Lagerstätten. Die Erkennung piezoelektrischer Signale ermöglicht es, Quarzadern zu identifizieren, bestätigt jedoch nicht das Vorhandensein von Metall in ihnen.
