Por fin sabemos cómo se forman las pepitas de oro: con terremotos

El oro siempre ha sido un producto muy codiciado. Pero hoy en día, encontrar una pepita no es tan difícil: gran parte del oro del mundo se extrae de vetas naturales de cuarzo, un mineral vítreo que aflora a través de grandes trozos de la corteza terrestre aplastada. El proceso geológico que hacía posible la aparición de las pepitas de oro seguía siendo un misterio.

Ahora, un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience nos ha dado una respuesta convincente y sorprendente: la respuesta podría encontrarse en la electricidad y en los terremotos. Muchos terremotos.

Estas pepitas deben su existencia a las extrañas propiedades eléctricas del cuarzo común. Al aplastarlo o sacudirlo, el mineral genera electricidad. Esto arrastra partículas de oro fuera del fluido de la corteza terrestre. Las partículas cristalizan en forma de granos de oro y, con el tiempo, si se los estimula eléctricamente lo suficiente, esos granos se convierten en pepitas.

“Si agitas el cuarzo, produce electricidad. Si generas electricidad, sale oro”, explica Christopher Voisey, geólogo de la Universidad de Monash (Australia) y autor principal del nuevo artículo. Los terremotos son la fuente natural más probable de esas sacudidas, y los experimentos de laboratorio del equipo demuestran que los seísmos son capaces de producir pepitas de oro. 

La idea de que las pepitas de oro aparecen gracias a la electricidad (y no a un proceso geológico más convencional) es, en principio, una idea peculiar. Pero “tiene todo el sentido”, afirma Thomas Gernon, geocientífico de la Universidad de Southampton (Reino Unido), que no participó en el nuevo trabajo. Las vetas de cuarzo albergan un número desproporcionado de pepitas de oro y sus entornos experimentan muchos terremotos.

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Telarañas de oro

El oro se extrae de diversos yacimientos geológicos, pero con frecuencia se encuentra dentro de vetas de cuarzo. Desde lejos, las láminas alabastrinas de cuarzo pueden parecer brillantes telarañas tejidas a través de la roca. Las vetas de cuarzo aurífero se encuentran en partes de la corteza que han sufrido mucha tensión y deformación debido, por ejemplo, a la formación de montañas.

Estas zonas sometidas a tensión, deformadas y fragmentadas están plagadas de fallas. Cuando las fallas se rompen durante los terremotos, los fluidos geológicos calientes (que a veces contienen partículas de oro) penetran en las grietas, se enfrían y forman vetas de cuarzo ricas en oro. “Normalmente son miles o decenas de miles de pulsos de [este] fluido los que entran durante los terremotos y, con el tiempo, forman un yacimiento de oro orogénico”, explica Voisey. 

Que las partículas de oro lleguen a las vetas de cuarzo no es inesperado. Pero dentro de estas vetas, los mineros tienden a encontrar grandes pepitas de oro aisladas en lugar de diminutos granos esparcidos por todas partes. “¿Cómo se consiguen concentraciones tan masivas de oro en las vetas de cuarzo?”, se pregunta Iain Pitcairn, geólogo especializado en minerales de la Universidad de Estocolmo (Suecia), que no participó en el nuevo trabajo. “Es extraño y difícil de explicar”. Algo debe estar forzando a todas las partículas de oro a situarse en lugares específicos, pero ¿qué?

El cuarzo en sí también es bastante extraño. Es un mineral simple, hecho sólo con silicio y oxígeno. Pero también es el único mineral común cuyos cristales carecen de un centro de simetría, lo que significa que está estructuralmente torcido. Eso significa que, en determinadas condiciones, la configuración eléctrica interna del cuarzo también estará desequilibrada, lo que le permite hacer algo extraño: crear electricidad.

El cuarzo no chispea por sí mismo. Pero si se aplica una fuerza a un cristal de cuarzo, se lo presiona, por ejemplo, se genera un campo eléctrico. Este fenómeno se conoce como piezoelectricidad (que deriva de piezo, palabra griega que significa “empujar”). “Cuanta más fuerza se ejerce, mayor es la respuesta piezoeléctrica. Si golpeas un cristal de cuarzo con tanta fuerza que se rompe, obtendrás el mayor voltaje posible”, explica Voisey.

La presencia de pepitas de oro en vetas de un mineral piezoeléctrico le pareció sospechosa a Voisey. “Es una coincidencia”, dice. ¿O no?

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Alquimia moderna

Para averiguar si la respuesta a la misteriosa fuerza en juego se encontraba en los terremotos, Voisey y su equipo colocaron placas de cuarzo natural puro en cámaras selladas que contenían soluciones líquidas con oro. Algunas losas fueron sacudidas por una máquina que reproducía las ondas sísmicas de un terremoto. Otras se dejaron sin agitar como experimentos de control. La esperanza era que el oro empezara a aparecer en forma sólida sobre las placas agitadas.

Cuando los falsos temblores cesaron, Voisey cogió el cuarzo y lo observó con un potente microscopio. Allí estaban: una miríada de partículas de oro, brillando por toda la superficie.

Varios años antes, cuando era estudiante de doctorado, Voisey ya había tenido la corazonada de que los terremotos y los campos eléctricos podrían forjar oro; verlo hecho realidad fue un momento estimulante. “Me volví loco cuando funcionó. Me eché hacia atrás en la silla, gritando y todo eso. Tío, exploté”, dice.

Como era de esperar, el cuarzo tambaleante había creado un campo eléctrico. Las partículas de oro disueltas en la solución fueron arrastradas fuera de él y depositadas como granos sólidos sobre la superficie del cuarzo. Pero ahí no acababa la historia. “El gran enigma es cómo se consiguen pepitas de oro realmente grandes”, dice Voisey, en lugar de motas variadas del elemento.

Para resolverlo, Voisey sometió a otro trozo de cuarzo a su máquina de terremotos artificiales, pero esta vez el cuarzo ya contenía una pequeña pepita de oro. Y cuando se sacudió ese trozo brillante, la pepita de oro empezó a crecer.

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Como el oro conduce la electricidad, si ya hay granos de oro, estos actúan como electrodos hacia los que se dirigen preferentemente las partículas de oro que migran fuera de la solución. Los granos y pepitas preexistentes “se convierten en un pararrayos” para el resto del oro, afirma Voisey. 

En la naturaleza, las vetas de cuarzo que contienen pepitas de oro probablemente no se forman por un único seísmo, sino por una cornucopia de ellos. Después de que los primeros seísmos hagan brotar granos de oro, otros terremotos posteriores hacen que se cristalicen más y más partículas de oro sobre esos granos, formando finalmente las pepitas.

“Es elegante y muy novedoso”, afirma Pitcairn. 

A pesar de saber exactamente dónde buscar para encontrar pepitas de oro, los geólogos se han sentido desconcertados por su mera existencia. “Creo que esto lo explica en gran medida”, afirma Pitcairn.

Hace siglos, la idea de que se pudiera agitar cuarzo común y corriente para generar oro se consideraba poco menos que alquimia. Este estudio demuestra que, aunque la naturaleza es capaz de actos de magia, sólo hace falta el equipo y el experimento adecuados para revelar cómo poder hacer el truco. Y a veces, el secreto parece estremecedoramente sencillo.

Como dice Voisey: “Es casi demasiado limpio, demasiado ordenado. Pero me alegro por ello”.