Cientistas na Austrália acabam de apresentar resultados que podem abalar a forma como entendemos o aparecimento de pepitas de ouro em grandes recifes minerais sob os nossos pés.
Em ambientes submetidos a pressões de centenas de megapascais (centenas de milhares de quilopascais) e a temperaturas escaldantes, a água espremida das profundezas da crosta terrestre sobe carregando gases, metais e minerais dissolvidos. A cada sismo e solavanco de um evento sísmico, esses fluidos podem avançar em direcção à superfície.
O enigma do ouro em veios de quartzo
Quem procura ouro há muito sabe que veios enterrados de dióxido de silício cristalizado - o conhecido quartzo - costumam ser terrenos promissores para a mineração. Isso faz sentido porque, em condições muito semelhantes, tanto o quartzo como o ouro podem precipitar a partir de soluções hidrotermais.
Apesar de os mecanismos gerais de formação desse minério precioso serem discutidos há bastante tempo, alguns pormenores nunca encaixaram perfeitamente. Um novo trabalho de investigadores da Universidade Monash, do CSIRO e da Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear põe em xeque a explicação tradicional para como o ouro se concentra.
"Embora essa teoria seja amplamente aceite, ela não explica totalmente a formação de grandes pepitas de ouro, especialmente considerando que a concentração de ouro nesses fluidos é extremamente baixa", afirma Chris Voisey, geólogo da Universidade Monash.
Como elemento, o ouro tem pouca solubilidade em água, o que torna incomum encontrar concentrações acima de uma parte por milhão. Ainda assim, os jazimentos representam um enriquecimento extraordinário: chegam a ser muitas milhares de vezes mais concentrados do que a solução difusa que lhes dá origem.
Há vários processos geológicos e biológicos capazes de justificar o acúmulo de volumes consideráveis de minério de ouro em locais específicos. Também é possível que pequenas quantidades de ouro precipitem antes e, com o tempo, acabem concentradas num ponto.
Mas nada disso esclarece por que partículas de ouro se fixariam dentro de um bloco de quartzo, reunindo-se em pedaços grandes o suficiente para levar um garimpeiro entusiasmado a gritar "Eureka!". Por isso, Voisey e a equipa passaram a suspeitar que a associação entre ouro e quartzo pode ser mais directa do que parecia.
Por que o quartzo pode concentrar ouro: efeito piezoelétrico
O dióxido de silício tem uma propriedade pouco comum. Ao contrário de muitos cristais relativamente simétricos, o quartzo forma-se com uma assimetria que, quando submetida a tensão, gera uma diferença de potencial - o chamado efeito piezoelétrico.
Assim, a cada tremor na crosta terrestre, veios de quartzo podem estalar, criando correntes estáticas à medida que tensões eléctricas surgem e os electrões se reorganizam.
Como o quartzo é um material isolante, esse salto de carga não deve ir muito longe. Já o ouro é um excelente condutor, o que abre a possibilidade de reacções electroquímicas dentro dos veios de quartzo actuarem como catalisadoras: em ciclos repetidos de pequenos abalos, ouro suficiente poderia ser retirado da solução e concentrado em pontos específicos.
"As frequências das ondas sísmicas de terremotos variam muito com a magnitude e a composição das rochas, mas vão de 1 hertz a mais de 20 hertz", explicou Voisey ao portal Alerta Científico.
"Cada uma dessas ondas pode distorcer o cristal de quartzo e fazer com que uma tensão piezoeléctrica se acumule, o que terá alguma chance de reduzir o ouro a partir de uma solução próxima."
Como o laboratório simulou um pequeno terremoto
Para verificar se essa redução seria capaz de fazer grãos de ouro aumentarem de tamanho, os investigadores colocaram uma dúzia de pequenas placas de quartzo, cortadas de cristal natural, em soluções aquosas com ouro.
Metade das placas foi então sacudida 20 vezes por segundo durante uma hora, para imitar um sismo pequeno, gerando tensões entre 0.4 e 1.4 volts. A outra metade permaneceu parada nos recipientes, servindo como grupo de controlo.
Com análises em microscópio electrónico de varredura, a equipa observou a formação de grãos de ouro na escala de micrómetros nas placas agitadas, enquanto nenhuma partícula apareceu nas amostras de controlo.
Testes posteriores, desta vez com placas de quartzo naturalmente salpicadas por grãos de ouro, mostraram que essas minúsculas "sementes" cresceram ainda mais nas soluções quando se aplicou tensão mecânica. O ponto crucial é que esses pequenos núcleos passaram a ser os locais preferenciais de nucleação do minério, e a existência deles diminuiu a probabilidade de novos grãos de ouro se formarem nas proximidades.
"Depois que algum ouro é depositado, essa chance aumenta porque o ouro vai comportar-se como um catalisador para reacção adicional por causa da sua condutividade", explicou Voisey ao portal Alerta Científico.
O que isso pode explicar em depósitos naturais
O que foi reproduzido em laboratório - com soluções concentradas e longos períodos de agitação - naturalmente demoraria muito mais no mundo real, onde as soluções são diluídas e os abalos ocorrem apenas de tempos em tempos.
Ainda assim, em escalas de tempo geológicas, o processo pode ser relativamente rápido. Sem o impulso eléctrico do quartzo sob tensão, torna-se difícil até justificar como o ouro conseguiria concentrar-se em depósitos tão ricos.
A piezoelectricidade também pode ajudar a entender por que veios de ouro parecem "flutuar" dentro de faixas de quartzo, sem fendas evidentes ou variações claras na geoquímica que expliquem a disposição observada. Como se apenas um discreto relâmpago mineral, deixado pela Terra a tremer, indicasse ao pó de ouro onde se juntar.
O estudo foi publicado na revista Nature Geociência.
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