Alta concentrazione di oro in alcune zone della Terra, svelato il mistero

L’oro, nonostante tutti i suoi meravigliosi usi, non è molto abbondante negli strati superiori della Terra. Per ogni tonnellata di materiale della crosta, si stima che vi siano solo 0,004 grammi di metallo prezioso. Eppure, in qualche modo, ci sono regioni che contengono abbondanze “bonanza” – iper-arricchimento, nel gergo scientifico. Il modo in cui queste vene d’oro si formano in tempi brevi come giorni da sistemi idrotermali che contengono solo tracce del metallo è stato un mistero geologico che potrebbe ora essere svelato grazie a recenti studi dei ricercatori:

La separazione e l’aggregazione delle particelle di grasso nel liquido acido potrebbero rappresentare la soluzione a questo dilemma. “Gli scienziati sanno da tempo che i depositi d’oro si formano quando l’acqua calda scorre attraverso le rocce, dissolvendo minuscole quantità di oro e concentrandolo in fessure nella crosta terrestre a livelli invisibili a occhio nudo”, osservano i geoscienziati Anthony Williams-Jones e Duncan McLeish  della McGill University in Canada. “In rari casi, le crepe si trasformano in vene di oro massiccio dello spessore di centimetri. Ma come fanno i fluidi con concentrazioni così basse di oro a produrre rari depositi di oro di altissima qualità? Le nostre scoperte risolvono il paradosso di “altissima qualità” o “bonanza” formazione dell’oro, che ha frustrato gli scienziati per oltre un secolo”. Il “latte” è una soluzione acquosa composta da più componenti, uno dei quali sono microscopici globuli di grasso. A livello di pH del latte fresco – molto vicino al neutro – queste particelle di grasso hanno una carica negativa, che le fa respingere a vicenda.

Il processo di acidificazione coinvolge i batteri nel latte che convertono il lattosio in acido lattico, abbassando di conseguenza il livello di pH. Ciò provoca la rottura della carica superficiale sulle particelle di grasso e le particelle di grasso si separano dal siero del latte e si raggruppano l’una con l’altra tramite coagulazione, formando una sorta di gelatina di grasso di latte in decomposizione grossolana. Williams-Jones, McLeish e i loro colleghi hanno trovato un processo simile quando si utilizza la microscopia elettronica a trasmissione per studiare i depositi d’oro della miniera di Brucejack nella British Columbia. Questo è uno dei punti in tutto il mondo in cui si può trovare una mineralizzazione di livello bonanza, fino a 41.582 grammi per tonnellata. È stato a lungo accettato che l’oro venga trasportato tramite fluido attraverso la crosta terrestre. Tuttavia, per raggiungere le abbondanze riscontrate nelle zone di iperarricchimento, studi precedenti hanno suggerito che l’oro potrebbe essere stato disciolto in alte concentrazioni in fluidi contenenti cloruri o bisolfuri e trasportato e depositato in questo modo.

L’altra possibilità è una soluzione colloidale, con nanoparticelle d’oro solide disperse nei fluidi idrotermali e geotermici. Poiché le nanoparticelle d’oro trattengono una carica (come il grasso del latte), si respingono a vicenda. Quando la carica si rompe, le particelle d’oro si aggregano in un processo simile alla coagulazione, noto come flocculazione. Ciò è stato indirettamente dimostrato in passato; ora, McLeish e colleghi hanno osservato come effettivamente accade. “Abbiamo prodotto le prime prove per la formazione e la flocculazione di colloidi d’oro in natura e le prime immagini di piccole vene di particelle di colloidi d’oro e dei loro aggregati flocculati su scala nanometrica“, hanno detto Williams-Jones e McLeish. “Queste immagini documentano il processo mediante il quale le crepe vengono riempite d’oro e, ingrandite attraverso l’integrazione di milioni di queste piccole vene, rivelano come si formano le vene bonanza”. Per questo processo, la concentrazione di oro nei fluidi geotermici deve essere solo di poche parti per miliardo.

 Si floccula per formare una sostanza gelatinosa, che rimane intrappolata nelle fessure della crosta terrestre per formare ricche vene d’oro. Questa scoperta suggerisce che i ricchi depositi di oro potrebbero essere più comuni di quanto pensassimo e potrebbero essersi verificati in molti altri contesti rispetto a quelli che le stime precedenti avevano consentito. Se altri studi e ulteriori esami possono confermarlo, la ricerca potrebbe fornirci un nuovo kit di strumenti per comprendere e localizzare i depositi d’oro in tutto il mondo. “Sospettiamo che i processi colloidali che hanno operato a Brucejack e altri sistemi d’oro bonanza potrebbero anche aver operato per formare depositi d’oro più tipici. La sfida sarà trovare materiale adatto per testare questa ipotesi“, hanno detto Williams-Jones e McLeish. “Il prossimo passo sarà comprendere meglio le ragioni per cui la formazione di colloidi e flocculazione si è verificata sulla scala osservata e ricostruire l’ambiente geologico di questi processi”. La ricerca è stata pubblicata su PNAS.