Con voi còi
Writer
Một nghiên cứu mới cho thấy dòng điện trong Trái đất có thể là nguyên nhân hình thành nên các cục vàng.
Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Geoscience, lý thuyết này có thể giải thích tại sao những khối vàng lớn - đôi khi nặng hơn 45g - lại xuất hiện trong các mạch thạch anh khi dường như có rất ít dấu vết của kim loại này trong lòng đất xung quanh.
"Giải thích chuẩn mực là vàng kết tủa từ chất lỏng nóng, giàu nước khi chúng chảy qua các vết nứt trên lớp vỏ trái đất. Khi những chất lỏng này nguội đi hoặc trải qua những thay đổi về mặt hóa học, vàng tách ra và bị mắc kẹt trong các mạch thạch anh", tác giả chính của nghiên cứu Chris Voisey, một nhà địa chất tại Đại học Monash ở Úc, nói. "Mặc dù lý thuyết này được chấp nhận rộng rãi, nhưng nó không giải thích đầy đủ về sự hình thành các cục vàng lớn, đặc biệt là khi nồng độ vàng trong những chất lỏng này cực kỳ thấp".
Câu trả lời nằm ở loại khoáng chất không có gì nổi bật nhưng lại phổ biến, nơi chứa những cục vàng: thạch anh.
Tinh thể thạch anh là loại áp điện, có nghĩa là chúng có thể tạo ra điện tích khi chịu ứng suất cơ học, như bị ép. Khi ở dưới lòng đất, chúng có khả năng chịu những lực này từ mọi hướng.
Tuy nhiên, tác nhân gây căng thẳng đáng sợ nhất chính là động đất, với hàng trăm trận động đất xảy ra mỗi ngày.
Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng việc áp dụng thường xuyên các lực kiến tạo như vậy có thể tạo ra điện trong các mạch thạch anh đủ mạnh để kéo vàng ra khỏi chất lỏng trong lớp vỏ trái đất. Theo thời gian, điện tích tụ để tạo thành các cục vàng nguyên khối.
Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu rằng: "Thạch anh là khoáng chất áp điện duy nhất có nhiều trên Trái Đất và tính chất tuần hoàn của hoạt động động đất thúc đẩy quá trình hình thành mỏ vàng tạo núi có nghĩa là các tinh thể thạch anh trong các mạch sẽ trải qua hàng nghìn đợt ứng suất lệch lạc".
Để kiểm tra lý thuyết này, các nhà nghiên cứu đã đặt tinh thể thạch anh vào dung dịch nước chứa vàng hòa tan, sau đó họ cho chúng chịu ứng suất giống như động đất. Như họ dự đoán, thạch anh tạo ra đủ điện áp để các hạt nano vàng tích tụ trên các tinh thể.
"Về bản chất, thạch anh hoạt động như một cục pin tự nhiên, với vàng là điện cực, từ từ tích tụ thêm vàng sau mỗi sự kiện địa chấn", Voisey nói. "Khám phá của chúng tôi cung cấp một lời giải thích hợp lý cho sự hình thành các cục vàng lớn trong các mạch thạch anh".
Các nhà khoa học khác trong lĩnh vực này cũng rất hứng thú với những phát hiện này.
Taija Torvela, một nhà địa chất tại Đại học Leeds, Vương quốc Anh, người không tham gia vào nghiên cứu này, chia sẻ: "Thuyết áp điện rất thú vị vì nó giúp cô đặc hơn nữa các hạt nano, đồng thời giải thích tại sao các mạch thạch anh ban đầu trong các vùng đứt gãy thường cằn cỗi: bạn cần có các mạch thạch anh ở đó trước khi có thể tạo ra hiệu ứng áp điện" .
Taija cho rằng việc hiểu được hiệu ứng này có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu vào các mỏ vàng — mặc dù để thực tế, "chúng ta cần biết liệu có bất kỳ dấu hiệu nào có thể phát hiện được trên bề mặt Trái đất mà quá trình này để lại hay không".
Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Geoscience, lý thuyết này có thể giải thích tại sao những khối vàng lớn - đôi khi nặng hơn 45g - lại xuất hiện trong các mạch thạch anh khi dường như có rất ít dấu vết của kim loại này trong lòng đất xung quanh.
"Giải thích chuẩn mực là vàng kết tủa từ chất lỏng nóng, giàu nước khi chúng chảy qua các vết nứt trên lớp vỏ trái đất. Khi những chất lỏng này nguội đi hoặc trải qua những thay đổi về mặt hóa học, vàng tách ra và bị mắc kẹt trong các mạch thạch anh", tác giả chính của nghiên cứu Chris Voisey, một nhà địa chất tại Đại học Monash ở Úc, nói. "Mặc dù lý thuyết này được chấp nhận rộng rãi, nhưng nó không giải thích đầy đủ về sự hình thành các cục vàng lớn, đặc biệt là khi nồng độ vàng trong những chất lỏng này cực kỳ thấp".
Câu trả lời nằm ở loại khoáng chất không có gì nổi bật nhưng lại phổ biến, nơi chứa những cục vàng: thạch anh.
Tinh thể thạch anh là loại áp điện, có nghĩa là chúng có thể tạo ra điện tích khi chịu ứng suất cơ học, như bị ép. Khi ở dưới lòng đất, chúng có khả năng chịu những lực này từ mọi hướng.
Tuy nhiên, tác nhân gây căng thẳng đáng sợ nhất chính là động đất, với hàng trăm trận động đất xảy ra mỗi ngày.
Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng việc áp dụng thường xuyên các lực kiến tạo như vậy có thể tạo ra điện trong các mạch thạch anh đủ mạnh để kéo vàng ra khỏi chất lỏng trong lớp vỏ trái đất. Theo thời gian, điện tích tụ để tạo thành các cục vàng nguyên khối.
Các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu rằng: "Thạch anh là khoáng chất áp điện duy nhất có nhiều trên Trái Đất và tính chất tuần hoàn của hoạt động động đất thúc đẩy quá trình hình thành mỏ vàng tạo núi có nghĩa là các tinh thể thạch anh trong các mạch sẽ trải qua hàng nghìn đợt ứng suất lệch lạc".
Để kiểm tra lý thuyết này, các nhà nghiên cứu đã đặt tinh thể thạch anh vào dung dịch nước chứa vàng hòa tan, sau đó họ cho chúng chịu ứng suất giống như động đất. Như họ dự đoán, thạch anh tạo ra đủ điện áp để các hạt nano vàng tích tụ trên các tinh thể.
"Về bản chất, thạch anh hoạt động như một cục pin tự nhiên, với vàng là điện cực, từ từ tích tụ thêm vàng sau mỗi sự kiện địa chấn", Voisey nói. "Khám phá của chúng tôi cung cấp một lời giải thích hợp lý cho sự hình thành các cục vàng lớn trong các mạch thạch anh".
Các nhà khoa học khác trong lĩnh vực này cũng rất hứng thú với những phát hiện này.
Taija Torvela, một nhà địa chất tại Đại học Leeds, Vương quốc Anh, người không tham gia vào nghiên cứu này, chia sẻ: "Thuyết áp điện rất thú vị vì nó giúp cô đặc hơn nữa các hạt nano, đồng thời giải thích tại sao các mạch thạch anh ban đầu trong các vùng đứt gãy thường cằn cỗi: bạn cần có các mạch thạch anh ở đó trước khi có thể tạo ra hiệu ứng áp điện" .
Taija cho rằng việc hiểu được hiệu ứng này có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu vào các mỏ vàng — mặc dù để thực tế, "chúng ta cần biết liệu có bất kỳ dấu hiệu nào có thể phát hiện được trên bề mặt Trái đất mà quá trình này để lại hay không".
