Une réplique du Welcome Stranger, une pépite d’or pesant près de 100 kilogrammes trouvée en Australie en 1869
Ian Dagnall/Alamy
Les tremblements de terre peuvent provoquer la formation de pépites d’or dans le quartz en générant un champ électrique qui attire l’or dissous dans un fluide poussé depuis les profondeurs du sous-sol.
Les pépites d’or sont souvent associées au quartz, un minéral omniprésent mais chimiquement inerte. Les plus grosses pépites d’or du monde peuvent atteindre un poids de près de 100 kilos, mais jusqu’à présent personne n’a pu expliquer comment des morceaux de métal aussi précieux se sont formés.
« Le mystère est de savoir comment fabriquer une grosse pépite d’or à un seul endroit alors qu’il n’y a pas de piège chimique ou physique évident », explique Chris Voisey à l’Université Monash à Melbourne.
Voisey et ses collègues ont découvert un mécanisme possible : lorsque le quartz est soumis à une pression, il produit une tension qui attire l’or dissous dans l’eau.
Le secret réside dans la structure du quartz, explique Voisey. Le quartz est le seul minéral abondant dont les cristaux ne possèdent pas de centre de symétrie. Cela signifie que lorsque ces cristaux sont déformés ou soumis à une pression due à une activité sismique, leur configuration électromagnétique interne est altérée et ils produisent de l’électricité. L’électricité générée en réponse à une contrainte mécanique est appelée piézoélectricité.
Les fluides hydrothermaux aurifères de la croûte terrestre moyenne et inférieure, à 15 à 20 kilomètres sous la surface, sont entraînés par des fissures lors d’une activité sismique. Cependant, l’or est tellement dilué qu’il faudrait l’équivalent de cinq piscines olympiques de ce fluide hydrothermal pour produire 10 kilogrammes d’or.
Voisey et ses collègues ont émis l’hypothèse que l’or se concentre en pépites dans les veines grâce à la piézoélectricité du quartz lors de tremblements de terre répétés. Pour tester cette idée, l’équipe a mené des expériences avec des cristaux de quartz placés dans une solution contenant de l’or et soumis à des pressions modérées provenant d’un actionneur.
Les échantillons de quartz qui n’ont pas été soumis à la pression n’ont pas attiré l’or, mais ceux qui ont été soumis à la force ont généré une tension et attiré le métal. Certains échantillons ont été recouverts d’iridium, qui accentue la réponse piézoélectrique du quartz, imitant artificiellement une activité sismique plus importante. Ces échantillons ont produit des morceaux d’or plus gros – plus de 6 000 nanomètres – contre 200 à 300 nanomètres pour le quartz non recouvert.
Une fois que l’or a commencé à se déposer sur le quartz, il a rapidement attiré davantage d’or, explique Voisey. « L’or étant un conducteur, l’or en solution a tendance à se déposer sur l’or préexistant », explique-t-il. « Cela devient comme un paratonnerre qui attire davantage d’or. »
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