Die Jagd nach Gold hat Zivilisationen in die Höhe getrieben und zu Staub zerfallen lassen, aber wie sich Edelmetallnuggets in der Erdkruste bilden, hat Forscher lange vor ein Rätsel gestellt. Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlichte Studie deutet darauf hin, dass Erdbeben elektrische Ladungen in Quarz anregen können, so dass sich freie Goldpartikel zu größeren Massen zusammenschließen können. Ob der bisher nur im Labor beobachtete Effekt auch unter realen Bedingungen zu großen Goldvorkommen führen kann, muss zwar noch weiter erforscht werden, doch könnte die neue Studie einen wichtigen Ausgangspunkt für diese Arbeit darstellen.
Die meisten großen Goldnuggets finden sich in Quarz in der Erdkruste. Forscher wissen seit Jahrzehnten, dass sich goldhaltige hydrothermale Flüssigkeiten in diesen Quarzkristallen ansammeln und durch die Tausenden von Rissen, die durch Erdbeben entstehen, in das Mineral sickern. Auf diese Erdbebenvorkommen entfallen 75 % des gesamten jemals geförderten Goldes.
Gold ist jedoch nicht besonders gut löslich, so dass es in hydrothermalen Flüssigkeiten nicht in hohen Konzentrationen vorkommt. Damit sich nach herkömmlichen Modellen der Teilchenkonzentration große Klumpen bilden, müssten sich riesige Goldmengen an einem Ort ansammeln. Man bräuchte zum Beispiel etwa fünf olympische Schwimmbecken mit hydrothermaler Flüssigkeit, um einen 1-Kilogramm-Klumpen zu bilden, aber diese Menge an Flüssigkeit passt einfach nicht in Quarz.
Wie also diese Goldpartikel an einem Ort zusammenkleben und schließlich Klumpen von bis zu mehreren hundert Kilogramm bilden können, ist Geologen seit langem ein Rätsel. Christopher Voisey, Geowissenschaftler an der Monash University, und seine Kollegen vermuteten, dass Elektrizität die Antwort sein könnte. Quarz ist ein piezoelektrisches Material, was bedeutet, dass es bei mechanischer Beanspruchung eine elektrische Ladung bilden kann - eine Eigenschaft, die es für Uhren und elektronische Geräte wertvoll macht. Und es ist bekannt, dass Goldionen in einer Flüssigkeit Elektronen aufnehmen können, um festes Gold zu bilden, wenn sie Strom ausgesetzt werden. Das feste Gold kann dann im elektrischen Feld des Quarzes als Leiter wirken, wodurch die Goldionen in der Lösung an denselben Ort gezogen werden und sich schließlich verbinden.
Aber können Erdbeben eine ausreichende piezoelektrische Spannung in Quarz induzieren, um eine solche Reaktion auszulösen? Um dies zu testen, tauchte das Forscherteam Quarzkristalle in eine Lösung, die winzige, frei schwimmende Goldpartikel enthielt. Anschließend drückten sie die Quarzkristalle mit einem Motor immer wieder schnell zusammen und ahmten so die Frequenz seismischer Wellen nach. Voisey und sein Team stellten fest, dass selbst eine moderate Belastung des Quarzes zu einer Anhäufung von Gold auf der Oberfläche der Kristalle führte. Sie behaupteten, dass diese Anhäufungen mit der Zeit zu immer größeren Klumpen anwuchsen. Darüber hinaus verstärkt die Anhäufung von Gold - das ein elektrischer Leiter ist - die elektrische Reaktion, was den Verklumpungsprozess weiter stimuliert. Der nächste Schritt besteht darin, den Prozess oder Spuren davon in tatsächlichen Lagerstätten zu beobachten, so die Experten.
