[創作論976] 金塊のでき方

金塊は地震によって作られている可能性があると判明しました。

石英の層は金採掘における主要なスポットであり、石英と金はかなり類似した条件下で溶液から沈殿します。
石英鉱脈中に金塊が形成されるメカニズムとしては、「マグマから分離した金やケイ素が溶け出した熱水が地殻の亀裂を流れる際、ケイ素が冷えて石英として結晶化した箇所に金が沈殿する」という説があります。
金は元素として非常に水に溶けにくいため、熱水の金濃度が100万分の1を超えることはめったにありません。
しかし、実際に石英鉱脈中で見つかる金塊は、元となる熱水の数千倍もの濃度で金が濃縮されています。
そのため、「熱水中の金が石英と共に沈殿する」というだけでは、金がなぜ濃縮されるのかが説明できません。
今回研究チームは、「造山運動が盛んで地震が多い場所に金鉱脈が多い」「石英は圧電性を持つ鉱物であり、地震などの地質学的応力によって電荷を生成する」という手がかりを基にして、「地震によって石英鉱脈中に金塊が作られるのではないか」という仮説を立てました。
地震によって地殻が揺れるたびに石英は電荷を生じますが、石英自体は絶縁性が高いため生成された電荷は遠くまで移動しません。
一方、金は非常に導電性が高い物質であるため、地震によって生じた石英の電気化学反応が触媒として機能し、熱水中の金が堆積する可能性があるとのことです。
仮説を検証するため、天然の結晶から切り出した石英タイル12枚を金の水溶液に沈め、半分のタイルを1時間にわたり毎秒20回振動させ、もう半分のタイルは振動させずに沈めたままにしました。
実験の結果、振動させたタイルにはマイクロメートルサイズの金の粒子が形成されていましたが、振動させなかったタイルには金が堆積していないことが判明しました。
また、金の粒子が自然に散らばったタイルを使った振動実験では、すでに存在する粒子を「核」として、さらに金が堆積していくこともわかりました。
今回の実験は濃縮された金溶液と長時間の振動を使用し、実験室内でシミュレートされたものであるため、金の濃度が低く地震もたまにしか起こらない現実の環境では、金が堆積するまではるかに長い時間がかかります。
しかし、地質学的な時間スケールで見ればそれほど遅いわけではなく、金が堆積して金塊となるメカニズムの説明として有力だとのことです。

驚きの研究結果ですね。
創作活動でも、金をうまく活用してみたいですね。