Getaran Gempa dan Sifat Listrik Kuarsa Bisa Membentuk Nugget Emas di Alam

KETIKA bongkahan kuarsa putih dari tambang emas dibelah, sering terlihat garis-garis logam berkilau di dalamnya. Selama lebih dari satu abad, geolog menjelaskan fenomena itu dengan teori bahwa emas dibawa fluida superpanas yang bergerak melalui celah batuan dan mengendap saat kondisi geokimia berubah. 

Namun teori tersebut memunculkan pertanyaan. Jika fluida hanya membawa sedikit emas dibanding volume air, bagaimana terbentuk bongkahan emas besar di dalam kuarsa, mineral yang hampir tidak bereaksi dengan apa pun?

Sebuah studi yang melibatkan peneliti dari Monash University, CSIRO, dan Australian Centre for Neutron Scattering (ANSTO) mengajukan mekanisme tambahan. Medan listrik yang muncul pada kuarsa selama gempa dapat membantu pertumbuhan emas di dalam urat kuarsa.

Baca juga : Pakar Geologi UGM: Keberadaan Sesar Aktif Penyebab Rentetan Gempa Sulit Dipetakan

Penelitian ini berangkat dari sifat piezoelektrik kuarsa. Saat kristal kuarsa ditekan atau terpuntir, struktur atomnya bergeser sehingga muatan positif dan negatif terpisah. Satu sisi kristal menjadi lebih positif, sisi lain menjadi lebih negatif, menghasilkan voltase. 

Di zona patahan yang kaya kuarsa, wilayah tempat banyak endapan emas ditemukan, batuan terus bergerak dan tergesek selama aktivitas tektonik. Saat terjadi gempa, tegangan pada kuarsa muncul dan hilang dengan cepat.

Para peneliti menguji apakah tegangan ini cukup kuat untuk menggerakkan elektron dan mengendapkan emas dari larutan. Dalam serangkaian eksperimen laboratorium, kuarsa dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung emas terlarut, kemudian diberi tekanan mekanis menyerupai dorongan mendadak saat gempa. Hasilnya, emas muncul dalam bentuk bintik logam, kelompok nanopartikel, hingga kristal kecil.

Baca juga : Lebar 2950 Kaki: Kawah Modern Terbesar di Bumi Ditemukan di Tiongkok

Bila kuarsa yang digunakan telah mengandung sedikit emas, butiran emas tersebut bertindak sebagai konduktor. Medan listrik yang terbentuk selama tekanan cenderung memusat pada butiran logam itu, sehingga nanopartikel emas baru tumbuh mengelilinginya dan membentuk kluster rapat. Proses ini membuat pertumbuhan emas mengikuti pola “yang kaya makin kaya”, butiran kecil bertambah besar alih-alih membentuk butiran baru.

Hasil lain menunjukkan nanopartikel emas dalam larutan juga terdorong untuk berkumpul dan menempel pada permukaan kuarsa saat kristal diberi tekanan. “Hasilnya sangat mengejutkan,” ujar Profesor Andy Tomkins dari Monash University. “Kuarsa yang diberi tekanan tidak hanya mengendapkan emas secara elektrokimia di permukaannya, tetapi juga membentuk dan mengumpulkan nanopartikel emas. Menariknya, emas cenderung mengendap di butiran yang sudah ada dibanding membentuk yang baru.”

Dalam urat kuarsa alami, setiap gempa kecil dapat mengubah sistem menjadi “sel elektrokimia” sesaat. Pada sebagian permukaan kuarsa, elektron berkumpul sehingga emas terlarut mengambil elektron tersebut dan berubah menjadi logam. Setiap kejadian tekanan kecil menambah lapisan tipis emas pada butiran yang sudah ada.

Temuan ini tidak menggantikan teori klasik tentang fluida hidrotermal, tetapi menambahkan mekanisme penting. Tegangan piezoelektrik kuarsa saat gempa membantu memusatkan pertumbuhan emas, terutama di sekitar butiran awal. “Pada dasarnya, kuarsa bekerja seperti baterai alami dengan emas sebagai elektrodanya,” kata Dr. Christopher Voisey.

Studi ini memberi penjelasan baru mengenai mengapa banyak deposit emas besar ditemukan dalam urat kuarsa dan bagaimana alam dapat membentuk nugget berukuran besar sepanjang waktu geologis. (Earth/Z-2)