Je leest:

Goud slaat neer tijdens aardbevingen

Goud slaat neer tijdens aardbevingen

Auteur: | 20 maart 2013

Tijdens een aardbeving kan een dun laagje goud neerslaan, in een proces dat flitsverdamping wordt genoemd. De meeste goudaders zijn op deze manier ontstaan, blijkt uit nieuw onderzoek.

Agnico-Eagle Mines Limited, via Wikimedia Commons, CC0 1.0

De meeste goudaders op aarde zijn ontstaan door aardbevingen. Dat schrijven geologen uit Australië deze week in het vakblad Nature Geoscience.

Tijdens een aardbeving kan de druk in holtes in het gesteente langs de breukvlakken op sommige plekken kortstondig wegvallen. Daardoor verdampt het daar aanwezige water in een fractie van een seconde – ‘flitsverdamping’ noemen de onderzoekers het – en slaan in het water opgeloste stoffen zoals goud en silicaten neer. De lage druk zorgt er tevens voor dat er een nieuw voorraadje water wordt aangezogen, zodat het proces zich bij de volgende beving kan herhalen. Op deze manier kan zich in een geologische oogwenk van een jaar of 100.000 een goudader vormen.

Goudaders van kwarts

Hoewel de naam het wellicht doet vermoeden, bestaat een goudader niet voornamelijk uit goud. Al bij hoeveelheden van 0,025 tot 0,25 gram goud per kilo gesteente spreken we van een goudader: dat is een concentratie van minder dan een kwart promille. De ader bestaat meestal voor het grootste gedeelte uit kwarts. De gemiddelde goudconcentratie in de aardkorst is 0,000002 promille.

Factor 1000

Het was al bekend dat goudaders ontstaan doordat goud uit het korstgesteente oplost in water dat langs diepe ondergrondse breuken stroomt en ergens anders weer neerslaat. Dat de drukfluctuaties die optreden tijdens aardbevingen hier een rol bij spelen werd ook al vermoed. Voor het eerst is echter berekend hoe groot deze drukveranderingen zijn.

De normale druk op een diepte van 11 kilometer (rond de 300 megapascal, ofwel 3000 bar), kan tijdens een beving met magnitude 2 een factor 130 omlaag gaan, concludeerden de onderzoekers, en bij een beving met magnitude 4 zelfs met ruim een factor 1000. Dat is een veel grotere drukafname dan voorheen gedacht werd.

Andere mechanismen

Jack Voncken, als geoloog werkzaam bij de TU Delft en gespecialiseerd in delfstoffen, vindt het een interessant onderzoek. Wel wijst hij er op dat er ook andere mechanismen bestaan waarbij goud wordt afgezet. Het gaat dan om chemische processen – welke precies is afhankelijk van de manier waarop het goud in oplossing aanwezig is. “Vaak is het goud gebonden aan een bisulfide-ion [HS]-”, zegt Voncken. “Als een dergelijk complex in andere chemische omstandigheden terecht komt, bijvoorbeeld omdat er ijzer (Fe) in de oplossing terecht komt, kan het instabiel worden. Dat kan leiden tot het neerslaan van goud en pyriet.” In dat geval komt er geen aardbeving aan te pas.

Waar komt het goud vandaan?

Goud slaat neer tijdens aardbevingen, het wordt er niet door gemaakt. Om het element goud (Au) te produceren is een zeer hoge druk nodig – zo hoog dat zelfs een mega-aardbeving deze niet kan veroorzaken. Het goud dat zich op en in onze aardbol bevindt is dan ook afkomstig uit de ruimte.

De meest gangbare theorie is dat het goud ontstaat bij kernfusiereacties in het binnenste deel van een ster, als deze aan het einde van zijn levensduur is. De ster koelt dan sterk af, waardoor de druk in de kern toeneemt. Uiteindelijk implodeert de ster tot een supernova, en wordt het goud met het sterrenstof weggeslingerd. Tegenwoordig wordt het ontstaan van goud ook wel toegeschreven aan de botsing van neutronensterren. Het goud zou tijdens het ontstaan van de aarde uit de ruimte kunnen zijn opgepikt, of hier later terecht kunnen zijn gekomen, bijvoorbeeld uit meteorieten.

Goudzoekers

En wat hebben goudzoekers aan de nieuwe bevindingen? Kunnen die nu gerichter op pad? “Nee, dat niet”, zegt Fraukje Brouwer, petroloog aan de Vrije Universiteit Amsterdam. “Goud wordt altijd al gezocht in gebieden waar korstdeformatie langs breuken plaats heeft gevonden. Deze studie geeft vooral een idee van hoe dat nu precies werkt. Het kwantificeert dus een proces waarvan al wel gedacht werd dat het zich afspeelde.”

Ook is het niet zo dat elk aardbevingsgebied nu opeens een goudmijn zou kunnen zijn. “Het element goud is niet homogeen verdeeld over de aardkorst, het komt op sommige plekken nauwelijks voor. Zo heeft het bijvoorbeeld geen enkele zin om te gaan zoeken in kalkgesteenten.”

Uiteindelijk maken gebieden met aardbevingen op land het meeste kans, en wordt goud dus vaak aangetroffen in (voormalige) gebergten. Dat heeft als extra voordeel dat de korst na de vorming van de goudader vaak nog een flink stuk omhoog is gekomen en geërodeerd, waardoor het aanwezige goud vanaf het aardoppervlak een stuk beter te bereiken is. Brouwer: “En ook dat is een belangrijke voorwaarde. Anders wordt het winnen simpelweg te duur.”

Bron:

  • Weatherly en Henley, Flash vaporization during earthquakes evidenced by gold deposits, Nature Geoscience (2013) doi:10.1038/ngeo1759
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 maart 2013

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.