Araştırmacılar; nötron karakterizasyon tekniklerini kullanarak, tel yapının en eşsiz örneklerinden birinin içine bakıp, numunenin yapısını ve olası oluşum sürecini ilk kez anladı. Ram’s Horn (Koç Boynuzu) olarak bilinen 12 cm yüksekliğindeki 263 gramlık numune; Harvard Üniversitesi Mineraloji ve Jeoloji Müzesi‘nin (MGMH) koleksiyonuna aittir.
Çeşitli bilimsel araştırmalar için yüksek ve düşük enerjili protonlar ve nötronlar sağlayan yarım mil uzunluğundaki bir parçacık hızlandırıcısı üzerinde çalışan, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı‘nda Nötron Bilim Merkezi LANSCE’de Fizikçi Sven Vogel: “Numunenin varlığından başka, tel altın hakkında hiçbirşey bilmiyorduk.”
1887 yılında Colorado’da Red Cliff ve Ground Hog Mine’da bulunan, daha tanınabilir altın külçeler yerine, gizemli bir şekilde bükülmüş bir tel demetine benzeyen Ram Horn; keşfedilmesinden bu yana mineralogları şaşırttı. Ancak bilinmeyen yanı; temel yapısı ve nasıl oluştuğuydu…
Ohio Miami Üniversitesi Mineraloji Profesörü John Rakovan: “Doğada bulunan bir metal veya metal alaşımı olan bazı metaller, tel morfolojisi adı verilen şeylerde ortaya çıkabilir. Gümüşte çok daha yaygın olan tel morfolojisi nadiren altın örneklerinde de görülür.”
Nadirliği ile ilişkili parasal değeri nedeniyle numuneyi kesmek veya parçalamak mümkün değildir ve yoğunluğu nedeniyle düşük enerjili X ışınları ve diğer teşhisler yalnızca dış yüzeyleri sorgulayabilir. Bu nedenle şimdiye kadar bu örneğin iç yapısı hakkında hiçbir bilimsel çalışma yayınlanmamıştır.
Araştırma sonuçları, altın telinin gümüş telinden çok farklı olduğunu gösteriyor. Rakovan: “Tel gümüş, yüzlerce-binlerce kristalin tek bir telde bulunduğu mozaik benzeri bir kristalli agregadır.* Altın, sadece birkaç tek kristalden oluşuyor gibi görünüyor. Ayrıca, bu örnekler saf altın değildir. Aksine atom yapısında altın yerine yüzde 30 gümüşe sahip olan altın-gümüş alaşımları olduğunu keşfettik.”
Vogel: “Yüzeydeki bu altın örneğin yüzde 70’inin altın olduğunu biliyorduk, ancak bunun sadece yüzeyde bu şekilde olup olmadığını kimse bilmiyordu. Normalde uranyum alaşımları veya nükleer yakıtlar gibi malzemeleri incelemek için kullandığımız nötron kaynağımızı kullanarak; bu numunenin homojen olduğunu doğrulayabiliriz. Bu da tüm numunenin 70-30 altınla gümüş karışımı olduğu anlamına gelir.”
Ayrı bir çalışmada, Rakovan ve meslektaşları; kısa süre önce tel gümüşünün büyümesinin beklenmedik bir izotop zenginleşmesine yol açtığını keşfetti. Los Alamos ekibi; bu altın-gümüş alaşımlarında izotop zenginleştirmenin de olup olmadığını değerlendirmek için, nötron spektroskopi verilerini kullanıyor. Diğer bir sürpriz ise altın / gümüş karışımının homojenliği idi.
Rakovan: “Alaşım oldukça homojen olduğundan, gümüşün kristal yapısındaki atomik seviyede altınla bağlandığı anlaşılıyor.”
Bu çalışmanın sonuçlarının, altın rezervlerinin oluşumunda rol oynayan jeokimyasal süreçleri anlamaya çalışan jeoloji uzmanları ve bu malzemelerin benzersiz özelliklerini teknolojik uygulamalarda kullanabilecek malzeme bilimcileri ve mühendisleri için etkileri olacaktır.
LANSCE tesisinin bu benzersiz çalışmaları; bu altın tel gibi değerli örneklerin iç kısımlarını analiz için (açmaya gerek kalmadan) incelemede kullanılabilir. LANSCE bilimcilerinde nötron tekniklerini kullanmak, bu büyük altın örneklerin içine “zarar vermeden” bakabilir ve dokularını, atom yapılarını, element ve izotop kimyalarını öğrenebilirler.
Örnek, 2020 baharında Harvard Tabiat Tarihi Müzesi’ndeki yeni serginin merkezi olacak. Altın tel sadece dünyanın en iyi altın örneği değildir, aynı zamanda oluşum sürecini ve nihayetinde Dünya tarihini ortaya çıkaran eşsiz oluşum koşullarını da temsil eder. Sergi, normalde banka kasasında saklanan bu altın numuneyi, halkın görmesi için nadir bir fırsat.
MGMH Küratörü Raquel Alonso-Perez: “Harvard’daki Mineraloji ve Jeoloji Müzesi, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en eski ve sürekli çalışan maden müzelerinden biri. Harvard’ın güçlü Kimya Bölümü sayesinde üniversite; 1850’lerde başlayan kristal yapılarını kimyasal açıdan daha iyi anlamak için mineral toplamaya başladı.”
Vogel: “LANSCE hızlandırıcısını genellikle Los Alamos misyonu ile ilgili materyalleri karakterize etmek için kullanıyoruz, ancak bazen bu çok ünlü altın örneği gibi jeolojik örneklere uygulayabiliyoruz. Laboratuvar ve üniversiteler için bir kazan-kazan durumudur.”
*Agrega: Kum, çakıl, kırma taş, cüruf gibi çeşitli büyüklükteki taneli malzemelere denir.
