Scienziati scoprono che il 40% dell’oro del mondo ha 3 miliardi di anni

Gli scienziati hanno per la prima volta datato direttamente l’oro dei depositi sudafricani di Witwatersrand, fonte di più del 40% di tutto l’oro estratto finora sulla Terra.n team internazionale di geologi guidati dall’Università dell’Arizona ha scoperto che l’oro ha circa 3 miliardi di anni ed è più vecchio della roccia conglomerata circostante di un quarto di miliardo di anni. Inoltre, la loro tecnica di datazione allo stato dell’arte mostra che i depositi d’oro si sono formati insieme alla roccia crostale direttamente dal mantello sotto il Sud Africa. L’evento di questa portata sembra essere unico nella storia geologica della Terra.
Jason Kirk, Joaquin Ruiz e John Chesley dell’UA, John Walshe del Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation dell’Australia, e Gavin England dell’Università di Edimburgo ne parlano nel numero del 13 settembre di Science.
L’oro Witwatersrand si trova in un bacino sedimentario. Ma l’età e l’origine dell’oro sono state fortemente dibattute. Una teoria sostiene che l’oro è stato portato nel bacino da processi sedimentari. Una teoria contrastante sostiene che l’oro è stato deposto da fluidi idrotermali, l’equivalente di sorgenti calde dalla crosta continentale superiore.

I nuovi risultati confermano che i depositi d’oro del Witwatersrand sono depositi “placer” che milioni di anni fa, antichi fiumi portarono particelle d’oro, insieme a sabbia e limo, nel bacino del Witerwatersrand, allora un grande lago forse proveniente da montagne di granito a nord e sud-ovest. Nel corso del tempo e sotto pressione, i sedimenti contenenti oro si sono solidificati in roccia, formando le ricche scogliere dell’arco d’oro del Sudafrica, che sono state estratte fin dalla loro scoperta nel 1886. Le nuove scoperte degli scienziati UA confermano che l’oro si è formato in rocce più antiche, rocce che si sono formate quando il mantello in risalita ha formato un pezzo importante della crosta continentale sudafricana chiamata cratone Kaapvaal. I cratoni sono aree della crosta terrestre che sono rimaste tettonicamente stabili nel tempo. Il cratone Kaapvaal è uno dei più antichi conosciuti.
In seguito, l’oro è stato esposto alle intemperie e riconcentrato nei sedimenti del paleolago Witwatersrand.

Kirk sta studiando l’età e l’estensione dei depositi d’oro in tutto il mondo per un dottorato in geoscienze della UA. Utilizza una tecnica di datazione dell’oro con isotopi di renio-osmio sviluppata da Ruiz nel laboratorio NTIMS dell’università.
Ruiz, decano del College of Science degli UA e professore di geoscienze, è stato determinante nello sviluppo dello spettrometro di massa a ionizzazione termica negativa (NTIMS) con una sovvenzione della W. M. Keck Foundation. Il laboratorio è uno dei pochi del suo genere al mondo.
“Questo è esattamente il tipo di ricerca che avevo previsto quando stavo costruendo il laboratorio”, ha detto Ruiz. “Le capacità analitiche del W.M. Keck Laboratory sono tali che continueremo a scoprire aspetti del funzionamento della Terra, domande che prima potevamo solo sognare.”
L’oro e altri minerali contengono un raro elemento chimico metallico chiamato renio. Il renio-187 è la forma radioattiva dell’elemento. L’NTIMS data direttamente i minerali contando il numero dei loro atomi di renio-187 e osmio-187. Il renio-187 ha un’emivita di 45 miliardi di anni, o circa 10 volte l’età del nostro sistema solare. Decade in osmio-187. Quindi, determinando il rapporto tra gli atomi radioattivi di renio-187 e quelli di osmio-187, gli scienziati possono calcolare direttamente quando si sono formati i minerali.

“Uno dei motivi per cui penso che i nostri risultati siano così significativi è che il sistema renio-osmio può essere usato direttamente sull’oro, e può anche dirci se l’oro proviene dal mantello o dalla crosta”, ha detto Kirk.
C’è relativamente più renio che osmio nella crosta terrestre, ma relativamente più osmio che renio nel mantello terrestre.
“Witwatersrand ha una chiara firma del mantello”, ha detto Kirk. “È possibile che questa firma del mantello sia così grande perché a 3 miliardi di anni fa, il mantello terrestre potrebbe essere stato più caldo e più ricco d’oro in questo punto particolare, rispetto ai depositi più recenti.”
La gente, comprensibilmente, è molto interessata a sapere perché il Sudafrica è stato così benedetto dall’oro. I campi d’oro del Witwatersrand hanno prodotto mezzo trilione di dollari d’oro dal 1886.

“Si stima che ci sia un altro mezzo trilione di dollari in oro ancora da estrarre, e sono un sacco di soldi”, ha detto Kirk.

I campi d’oro del Witwatersrand si trovano nel cerchio rosso, sulla punta della freccia rossa, e il cratere del Kaapvaal si trova nel cerchio verde, sulla punta della freccia verde, su questa mappa.

I giacimenti d’oro del Witwatersrand si trovano all’interno del cerchio rosso, sulla punta della freccia rossa, e il cratere del Kaapvaal si trova all’interno del cerchio verde, sulla punta della freccia verde, su questa mappa.
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Strati d’oro incrociati corrono attraverso la roccia conglomerale verde metamorfosata mostrata con un nichel per la scala nella foto sopra, insieme a un campione d’oro.
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Kirk al laboratorio NTIMS
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Jason Kirk

Jason Kirk
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Il dottorando dell’UA Jason Kirk usa il NTIMS, uno strumento che lui e altri hanno usato per datare direttamente l’oro.
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