Sekolahnews – Batangan emas padat yang ditumpuk di brankas bank, lapisan pelapisan pada medali Olimpiade musim panas ini, atau bahkan perhiasan emas Anda sendiri dapat bertahan hidup akibat gempa bumi. Tekanan dan tekanan yang dihasilkan oleh pergerakan lempeng tektonik selama gempa bumi ini dapat memicu reaksi kimia yang menyebabkan partikel emas yang sangat kecil menyatu menjadi bongkahan yang lebih besar, demikian menurut sebuah studi baru.

“Penemuan terbesar menunjukkan adanya proses pembentukan emas baru dan memberikan penjelasan tentang bagaimana bongkahan emas yang sangat besar dapat terbentuk,” kata Chris Voisey, salah satu penulis penelitian dan seorang geolog di Universitas Monash di Australia. “Hal ini selalu menjadi teka-teki, terutama ketika tidak ada bukti lapangan yang mendukung proses pembentukan emas alternatif.”

Diperkirakan sekitar 75 persen dari semua emas yang ditambang berasal dari endapan yang terletak di retakan di dalam bongkahan kuarsa , salah satu mineral paling melimpah di kerak bumi . Ahli geokimia telah mengetahui bahwa emas terlarut ada dalam cairan di bagian tengah hingga bawah kerak planet dan bahwa cairan tersebut dapat meresap ke dalam retakan kuarsa. Tetapi jumlah cairan yang terlibat tampaknya membatasi emas yang dapat larut dan dengan demikian ukuran bongkahan emas yang terbentuk. Bongkahan yang lebih besar sulit dijelaskan: para ahli telah berteori bahwa nanopartikel emas dalam cairan dapat berkumpul menjadi bongkahan yang lebih besar di dalam kuarsa, namun tidak jelas bagaimana caranya. Tidak seperti emas terlarut, nanopartikel biasanya tidak memiliki cukup energi kimia untuk memulai reaksi yang diperlukan untuk menumpuk di permukaan retakan dan membentuk bongkahan.

Studi baru, yang diterbitkan pada hari Senin di Nature Geoscience, menunjukkan bahwa tekanan geologis yang disebabkan oleh gempa bumi dapat mengaktifkan sifat geokimia khusus dari kuarsa yang disebut “piezoelektrik”—dan sifat tersebut memungkinkan pembentukan bongkahan emas yang lebih besar.

Efek piezoelektrik telah dikenal sejak tahun 1880-an. Pada dasarnya, efek ini merupakan kemampuan suatu material untuk menghasilkan muatan listrik saat ditempatkan di bawah tekanan mekanis. Banyak barang sehari-hari, termasuk mikrofon, kartu ucapan musik, dan printer inkjet memanfaatkan efek ini, dan efek ini terjadi secara alami dalam berbagai zat, mulai dari gula tebu hingga tulang.Kuarsa dapat mengalami efek ini karena strukturnya: terbuat dari pola berulang silikon bermuatan positif dan atom oksigen bermuatan negatif. Saat diregangkan atau dikompresi, susunan atom-atom ini berubah, dan muatannya tersebar secara asimetris. Muatan negatif dan positif terbentuk di area kuarsa yang berbeda, menciptakan medan listrik dan mengubah keadaan listrik material.Voisey dan rekan-rekannya di Universitas Monash—yang berlokasi di kawasan Melbourne yang secara historis kaya akan emas—berpikir bahwa perubahan keadaan listrik ini dapat menurunkan energi yang dibutuhkan nanopartikel emas dalam cairan untuk berinteraksi dengan permukaan kuarsa, sehingga menyebabkan terjadinya reaksi kimia yang sebelumnya tidak mungkin terjadi dan memungkinkan nanopartikel tersebut menempel dan terakumulasi.

Untuk menguji gagasan mereka, mereka memodelkan medan listrik yang dapat dihasilkan kuarsa saat dikenai gaya seperti gempa bumi. Mereka kemudian menempatkan kristal mineral kuarsa dalam cairan yang mengandung nanopartikel emas terlarut dan senyawa emas lainnya dan menemukan bahwa, saat berada di bawah gaya seperti gelombang seismik, kuarsa mampu menghasilkan tegangan yang cukup untuk memicu penumpukan nanopartikel.

Temuan studi ini mengarah pada mekanisme menarik yang menyebabkan pembentukan setidaknya beberapa bongkahan emas besar di kerak Bumi—terutama endapan “orogenik”, atau endapan yang ditemukan di tempat dua lempeng tektonik bertabrakan dan mungkin terlipat satu sama lain sehingga menciptakan rangkaian pegunungan.

“Tampaknya sudah pasti bahwa gempa bumi episodik berperan penting dalam membantu pembentukan endapan bongkahan emas ‘orogenik’ yang penting ini,” kata James Saunders, seorang konsultan geologi yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut. Ia mengatakan bahwa ia ingin melihat penelitian di masa mendatang lebih mendalami secara spesifik proses ini, seperti berapa lama gaya gempa bumi yang menyebabkan piezoelektrik harus bertahan untuk menyebabkan endapan tersebut dan mengapa endapan bongkahan emas yang besar mungkin hanya terjadi di beberapa retakan mineral kuarsa di satu area—meskipun gempa bumi tertentu secara teoritis menyebabkan tekanan dan regangan yang sama pada semua retakan. “Saya pikir ini adalah ide/hipotesis yang bagus,” katanya. “Saya akan tertarik jika terbukti benar setelah evaluasi lebih lanjut.”

Mempelajari piezoelektrik dalam skala yang sangat besar mungkin sulit, kata ahli geologi Universitas Colgate Aubreya Adams, yang juga tidak terlibat dalam penelitian tersebut. “Saat ini, para ahli geologi bekerja sangat keras untuk mengukur bagaimana tekanan (atau tegangan) bervariasi dalam 3D seiring waktu dan lokasi di kerak bumi,” katanya, “sesuatu yang mudah diukur di laboratorium tetapi jauh lebih sulit diukur di kerak bumi.”

Voisey dan timnya bermaksud memperluas parameter eksperimen, seperti dengan menguji berbagai tekanan atau suhu, untuk mengeksplorasi teori mereka lebih jauh. “Ini lebih merupakan ‘studi percontohan’ untuk teknik ini,” katanya, “jadi saya bersemangat untuk melihat ke mana arahnya.”

(sumber: scientificamerican.com)