کشف رمز چگونگی انتقال طلا به سطح زمین توسط دانشمندان دانشگاه ژنو

در یک پیشرفت علمی که شبیه کیمیاگری به نظر می‌رسد، دانشمندان دانشگاه ژنو رمز و راز دیرینه‌ای را درباره چگونگی حرکت طلا از لایه‌های زیرین پوسته زمین به رسوبات ارزشمند سطح آن حل کردند. کشف آن‌ها نشان می‌دهد که شکل خاصی از گوگرد به ‌عنوان “حامل طبیعی طلا” عمل می‌کند و نظریه‌های قبلی درباره چگونگی تشکیل رسوبات فلزات گرانبها را به چالش می‌کشد.

نقش بی‌سولفید در انتقال طلا

حرکت طلا از اعماق زمین به رسوبات قابل استخراج، مدتی طولانی دانشمندان زمین‌شناس را سردرگم کرده بود. اکنون محققان کشف کرده‌اند که بی‌سولفید، یک شکل خاص از گوگرد، نقش کلیدی در انتقال طلا از طریق سیالات فوق‌العاده داغی که توسط ماگما آزاد می‌شوند، ایفا می‌کند. این ماگما در نهایت به شکل‌گیری سازه‌های آتشفشانی در سطح زمین منجر می‌شود.

استفان فارسانگ (Stefan Farsang)، نویسنده اصلی این مطالعه که در ژورنال Nature Geoscience منتشر شده است، توضیح می‌دهد:

“به دلیل کاهش فشار، ماگماهایی که به سمت سطح زمین حرکت می‌کنند، سیالی غنی از آب را اشباع می‌کنند که به ‌عنوان حباب‌های سیال ماگمایی آزاد می‌شود و در نتیجه، مذاب سیلیکاتی به جا می‌ماند.”

شبیه‌سازی شرایط اعماق زمین برای کشف مسیر حرکت طلا

برای درک این فرآیند، تیم تحقیقاتی دانشگاه ژنو یک روش نوآورانه طراحی کرد که شرایط شدید موجود در اعماق زمین را بازسازی می‌کند. آن‌ها یک سیلندر کوارتزی را به همراه مایعی خاص در داخل کپسولی طلایی مهر و موم کردند و سپس آن را تحت فشار شدید و دمایی تا ۸۷۵ درجه سانتی‌گراد (۱,۶۰۷ درجه فارنهایت) قرار دادند – شرایطی که مشابه محیط طبیعی ماگماها است.

کشف بی‌سابقه فرم شیمیایی گوگرد در سیالات ماگمایی

این روش پیشگامانه به دانشمندان اجازه داد چیزی را مشاهده کنند که در تحقیقات قبلی ممکن نبود؛ به این ترتیب، آنها توانستند شکل دقیق شیمیایی گوگرد موجود در این سیالات ماگمایی را مشاهده کنند. با استفاده از تکنیک‌های تحلیل لیزری، آن‌ها دریافتند که بی‌سولفید همراه با هیدروژن سولفید و دی‌اکسید گوگرد، اشکال اصلی گوگرد در این دماهای بسیار بالا هستند.

gold-magma
ساختار نوآورانه آزمایشگاهی و محصولات به‌دست‌آمده توسط تیم UNIGE: (a) کپسول طلایی حاوی سیال آزمایشی و سیلندر کوارتز، (b) تنظیمات اولیه محفظه فشار MHC، (c) دیسک کوارتز صیقلی با حفره‌های سیال مصنوعی، (d) تصویر جزئی از این حفره‌ها، (e) تحلیل رامان این حفره‌ها با استفاده از لیزر ۴۰۵ نانومتری در یک مرحله گرمایشی. © استفان فارسانگ و زولتان زاجاکز – «گونه‌های گوگرد و انتقال طلا در سیالات ماگمایی قوسی»، Nature Geoscience، دسامبر ۲۰۲۴

اصلاح نتایج مطالعات قبلی

این یافته‌ها نظریه مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۱ را که ترکیبات مختلف گوگرد را مسئول انتقال طلا معرفی کرده بود، رد کرد. استفان فارسانگ (Stefan Farsang) توضیح می‌دهد:

“با انتخاب دقیق طول موج‌های لیزر، نشان دادیم که در مطالعات قبلی، مقدار رادیکال‌های گوگرد در سیالات زمین‌شناسی به ‌طور قابل‌توجهی بیش از حد تخمین زده شده بود و نتایج مطالعه سال ۲۰۱۱ در واقع بر اساس یک خطای اندازه‌گیری بوده است.”

این یافته به‌ طور مؤثری به یک دهه بحث در جامعه زمین‌شناسی پایان داد.

پیامدهای کاربردی کشف جدید

از آنجا که بخش زیادی از طلای جهان و مس از رسوباتی به دست می‌آید که توسط این سیالات ماگمایی تشکیل شده‌اند، درک دقیق نحوه شکل‌گیری آن‌ها می‌تواند به اکتشافات معدنی آینده کمک کند.

سیستم تحویل طبیعی طلا: نقش بی‌سولفید به ‌عنوان “وسیله نقلیه

این کشف را می‌توان به فهمیدن سیستم تحویل طبیعت تشبیه کرد: همان‌طور که خدمات پستی به وسایل نقلیه و مسیرهای خاصی برای تحویل بسته‌ها نیاز دارد، طلا نیز به ترکیبات شیمیایی خاص و شرایط ویژه برای حرکت در پوسته زمین نیازمند است. با شناسایی بی‌سولفید به‌ عنوان “وسیله نقلیه” اصلی انتقال طلا، دانشمندان طرح یکی از ارزشمندترین شبکه‌های حمل‌ونقل طبیعت را ترسیم کردند.

ارتباط میان صفحات تکتونیکی و شکل‌گیری طلا

این مطالعه از تعامل پیچیده بین صفحات تکتونیکی، یعنی بخش‌های عظیم پوسته زمین که به‌آرامی در برابر یکدیگر حرکت می‌کنند، شکل گرفته است. زمانی که یک صفحه زیر صفحه دیگر سر می‌خورد، ماگمایی غنی از عناصر فرّار مانند آب، گوگرد و کلر تولید می‌شود. این ماگما در حین صعود به سمت سطح زمین، سیالاتی را آزاد می‌کند که فلزات حل‌شده را با خود حمل می‌کنند – فرآیندی که در نهایت به شکل‌گیری رسوبات طلایی منجر می‌شود که در طول تاریخ مورد توجه و ارزش انسان‌ها بوده است.

پیامدهای کاربردی برای آینده استخراج طلا

این درک جدید از سفر طلا در پوسته زمین، نه تنها نحوه تشکیل رسوبات موجود را توضیح می‌دهد، بلکه می‌تواند در اکتشافات آینده نقش مؤثری ایفا کند و استخراج طلا را کارآمدتر و هدفمندتر سازد.