مطبخ الذهب.. كيف يتشكل في باطن الأرض؟

كشفت دراسة علمية جديدة أن بعض أعظم رواسب الذهب في العالم تتشكل في أعماق مناطق الاندساس، حيث تنغمس الصفائح المحيطية في باطن الأرض.

الدراسة، التي نشرت في دورية" نيتشر كوميونيكاشن" وقادها باحثون من مركز" جيومار" (GEOMAR) الألماني لبحوث المحيطات في كيل، توصلت إلى أن ذوبان الوشاح الغني بالمياه عبر مراحل متعددة هو مفتاح تراكم الذهب في الصخور البركانية.

تقع" مطابخ الذهب" الحقيقية – كما يصفها العلماء – في أعماق الوشاح تحت قيعان البحار.

فالأقواس الجزرية، التي تتشكل فيها البراكين فوق مناطق الاندساس (عندما تغوص صفيحة محيطية تحت أخرى)، كثيراً ما تكون غنية بشكل غير معتاد بالذهب.

لكن الأسباب الدقيقة وراء هذا التركيز المميز للذهب ظلت موضوع جدل علمي لسنوات طويلة، بحسب ما نقله مركز" جيومار"، واطلعت عليه" العربية Business".

تقدم الدراسة التي قادها الدكتور كريستيان تيم، الجيولوجي البحري في" GEOMAR"، تفسيراً جديداً، حيث تظهر الأبحاث أن ذوبان الوشاح الغني بالمياه تحت الأقواس الجزرية هو المحرك الأساسي لتراكم الذهب.

وقال تيم: " الوشاح في هذه البيئات يتصرف كمنظومة ذوبان متعددة المراحل تعمل على تركيز الذهب تدريجياً داخل الصهارة".

أدلة محفوظة في زجاج بركاني تحت البحرللإجابة عن سؤال حول كيفية تصرف الذهب والمعادن النبيلة في بيئات الاندساس تحت أعماق البحر، حلل الباحثون 66 عينة من" الزجاج البركاني" جمعت من قاع البحر على طول قوس كيرماديك شمال نيوزيلندا.

هذه الزجاجيات تتشكل عندما تبرد الحمم بسرعة كبيرة تحت الماء، ما يجعلها تحتفظ بالتكوين الكيميائي الأصلي للصهارة.

العينات الأكثر فائدة كانت الزجاجيات البدائية، لأنها تعكس التركيبة الأصلية للصهارة قبل أن تتغير بعمليات التبلور.

وقال تيم: " وجدنا أن تركيزات الذهب في هذه العينات أعلى بعدة مرات من مثيلاتها عند الحواف المحيطية الوسطى.

وهذا ما دفعنا إلى التساؤل: ما العملية الجيولوجية المسؤولة عن هذا الثراء؟ ".

قام الفريق بقياس تركيزات الذهب بدقة عالية، إلى جانب مجموعة من العناصر المحبة للكبريت مثل الفضة والنحاس والسيلينيوم والبلاتين.

وتوفر هذه العناصر صورة واضحة عن الظروف الكيميائية داخل الوشاح أثناء الذوبان.

أظهرت البيانات أن الوشاح تحت قوس كيرماديك يخضع لعمليات ذوبان مائي عند درجات حرارة مرتفعة، أعلى من درجة انصهار الكبريتيدات.

وفي هذه الظروف، تحتفظ الصهارة بنسب الفضة إلى النحاس المشابهة لنسب الوشاح.

وفي الوقت نفسه، لاحظ الباحثون ارتفاعاً لافتاً في تركيزات الذهب الأصلية، التي وصلت إلى ستة نانوغرامات لكل غرام من الصخور – وهو مستوى يتجاوز كثيراً ما يوجد عادة في الوشاح أو في البازلت المحيطي البدائي.

وتشير هذه النتائج إلى أن الوشاح خضع لنضوب سابق، ثم أعيد صهره لاحقاً.

ويعد الذوبان عالي الدرجة والمتكرر في وشاح رطب ومؤكسد العامل الأساسي وراء هذا التركيز المميز للذهب.

ورغم أن هذه التركيزات مرتفعة جيولوجياً، فإنها لا تصل إلى مستويات اقتصادية قابلة للتعدين، إذ تحتاج الرواسب إلى تركيزات أعلى بآلاف المرات لتصبح مجدية.

عندما ينصهر الوشاح مراراً وتكراراًقال تيم: " كان افتراضنا الأول أن المياه المنبعثة من منطقة الاندساس هي العامل المباشر في زيادة الذهب.

لكن نتائجنا أظهرت أن المياه تساعد فقط في تحفيز الانصهار.

أما العامل الحقيقي فهو درجة الذوبان العالية – والمتكررة في بعض الأحيان – داخل الوشاح".

كما تلعب البنية الكيميائية للذهب في الوشاح دوراً محورياً.

فالذهب عادة يكون مرتبطاً بمعادن الكبريتيدات.

وعندما تصل درجات الانصهار إلى مستويات عالية، تتحلل هذه المعادن بالكامل، ما يحرر الذهب ويدفعه إلى الاندماج في الصهارة الصاعدة.

وأضاف تيم: " ما نراه هو أن تراكم الذهب ليس نتاجاً لحدث انصهار واحد، بل لسلسلة من مراحل الانصهار المتتالية التي تسمح بتركيزه تدريجياً".

الخطوة الأولى في رحلة الذهب إلى السطحتقدم الدراسة فهماً أعمق لتكون الرواسب الغنية بالذهب في الأقواس الجزرية المحيطية مثل قوس كيرماديك.

فهي تكشف أن الذوبان المائي والمتكرر للوشاح يتحكم بشكل مباشر في كمية الذهب التي تنتقل إلى الصهارة الصاعدة.

وتعيد هذه النتائج توجيه بوصلة البحث العلمي نحو أعماق الأرض، إذ يتضح أن العوامل التي تتحكم في تشكل رواسب الذهب لا تقتصر على العمليات السطحية، بل تشمل أيضاً التطور الكيميائي للوشاح نفسه.

كما يمكن أن تفسر الآليات نفسها سبب غنى بعض الرواسب الكبريتيدية الحرارية المائية تحت البحار بالذهب.

قال تيم: " قد يكون لهذا النموذج دور في تفسير ارتفاع مستويات الذهب في الأنظمة الحرارية المائية داخل مناطق الاندساس، لكن هذا الرابط يحتاج إلى دراسة إضافية".

وأضاف: " نحن ننظر هنا إلى الخطوة الأولى في دورة حياة الذهب.

فكل شيء يبدأ عندما يتحرر الذهب من الوشاح ويدخل إلى صهارة تتجه نحو تشكيل البراكين.

باختصار: تبدأ الكيمياء السحرية للذهب في أعماق الأرض، قبل وقت طويل من وصوله إلى السطح".