ไขปริศนาอัญมณี แผ่นดินไหวและไฟฟ้า อาจทำให้เกิดก้อนทองคำ
นักวิทยาศาสตร์มีคำอธิบายที่ได้รับการยอมรับเกี่ยวกับกระบวนการเกิดของ "เกล็ดทองคำ" ทั้งนี้สิ่งที่ยังไม่สามารถอธิบายได้คือ ทองคำที่รวมกันเป็นก้อนใหญ่หนักหลายสิบกิโลกรัมนั้น เกิดขึ้นได้อย่างไร ? แต่ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโมนาช ประเทศออสเตรเลียอาจพบคำอธิบายที่สมเหตุสมผลแล้ว
นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่า ปกติแร่ทองคำจะอยู่ใต้พื้นดินลึก แต่มันจะถูกของเหลวที่มีปริมาณน้ำเยอะ มีอุณหภูมิและความดันสูง ละลายให้มาเจือปนในของเหลว จากนั้นของเหลวที่ว่านี้ จะเคลื่อนที่ไปตามรอยแตกในเปลือกโลก
เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก พวกมันจะเริ่มเย็นลงและเผชิญกับสภาพแวดล้อมทางเคมีที่แตกต่างกัน ของเหลวที่ว่านี้ก็จะตกผลึกกลายเป็น "แร่ควอตซ์" ด้วยลักษณะที่เป็นสายแร่ จึงถูกเรียกว่าสายแร่ควอตซ์ (Quartz Vein) ส่วนทองคำที่อยู่ในของเหลวจะเริ่มตกตะกอนและสะสมอยู่ตามผนังของรอยแตกในหินหรือในสายแร่ควอตซ์ ดังนั้นจึงมักพบทองคำข้าง ๆ หรืออยู่ในสายแร่ควอตซ์
ทฤษฎีนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากนักวิทยาศาสตร์ แต่มันยังไม่สามารถอธิบายการก่อตัวของก้อนทองคำขนาดใหญ่ได้ ทั้งนี้หนึ่งในเหตุผลคือเพราะความเข้มข้นของทองคำในของเหลวนั้นถือว่าต่ำมาก
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโมนาช จึงได้ศึกษาหนึ่งปัจจัยที่อาจสามารถทำให้เกิดก้อนทองคำขนาดใหญ่ได้ นั่นก็คือ "ไฟฟ้า"
ทั้งนี้ควอตซ์เป็นแร่ที่มีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric) หมายความว่ามันสามารถสร้างประจุไฟฟ้าได้เมื่ออยู่ภายใต้ความเครียดทางกล เช่น ถูกบีบอัดหรือบิด ดังนั้นทีมวิจัยจึงตั้งข้อสงสัยว่า เมื่อเกิดแผ่นดินไหวจนเกิดแรงกดต่อควอตซ์ มันอาจจะส่งผลให้ทองคำเกาะตัวกันเป็นก้อนหรือไม่
นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบโดยการจุ่มผลึกควอตซ์ลงในของเหลวที่มีทองคำเจือปนอยู่เป็นจำนวนมาก แล้วจึงใช้มอเตอร์สร้างแรงกด เป็นการจำลองสถานการณ์แผ่นดินไหว จากนั้นพวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของทองคำ
ศาสตราจารย์แอนดี้ ทอมกินส์ (Andy Tomkins) ผู้เขียนร่วมของการศึกษาอธิบายว่า “ผลลัพธ์นั้นน่าทึ่งมาก” คือ เมื่อควอตซ์เกิดความเครียดจนเกิดประจุไฟฟ้า มันจะทำให้ทองคำที่ละลายในของเหลวสะสมตัวกันบนพื้นผิวควอตซ์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสะสมทางเคมีไฟฟ้า ที่น่าสนใจไปกว่านั้นก็คือทองคำมีแนวโน้มที่จะไปสะสมตัวอยู่ในจุดที่มีทองอยู่แล้ว ที่เรียกว่า เมล็ดทองคำ (Gold Grains) แทนที่จะสะสมในจุดใหม่
ประเด็นสำคัญก็คือ ควอตซ์เป็นฉนวน ในขณะที่ทองคำขึ้นชื่อว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี ดังนั้นเมื่อควอตซ์ถูกกดจนสร้างสนามไฟฟ้าขนาดเล็กหรือ แซป (zap) ด้วยความที่ควอตซ์เป็นฉนวน สนามไฟฟ้านี้จึงมุ่งไปที่พื้นผิวของควอตซ์ และเนื่องจากทองคำเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี สนามไฟฟ้าจึงดึงไอออนหรืออนุภาคของทองคำไปยังพื้นผิวควอตซ์และเกาะอยู่กับเมล็ดทองคำที่มีอยู่ก่อนแล้ว
ดร. คริส วอยซีย์ (Chris Voisey) ผู้นำของการวิจัยครั้งนี้กล่าวว่า “เมื่อเกิดแผ่นดินไหวแต่ละครั้งทองคำจะค่อย ๆ สะสมตัว การค้นพบของเราให้คำอธิบายที่สมเหตุสมผลสำหรับการก่อตัวของก้อนทองคำขนาดใหญ่ในสายแร่ควอตซ์ได้”
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geoscience ฉบับวันที่ 2 กันยายน 2024