Gempa Bumi dapat Membentuk Endapan Emas dalam Hitungan Detik

Perubahan tekanan menyebabkan logam-logam mulia terendapkan setiap kali kerak bumi bergerak

Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa urat-urat emas terbentuk dari pengendapan mineral dari fluida panas yang mengalir melalui rekahan-rekahan batuan jauh di dalam kerak Bumi. Namun, sebuah penelitian yang dipublikasikan oleh Nature Geoscience telah menemukan bahwa proses kompleks dan lama itu dapat terjadi secara singkat, bahkan dalam hitungan puluhan detik saja.

Proses itu terjadi di sepanjang ‘jog sesar’ (fault jogs), rekahan zigzag miring yang menghubungkan jalur sesar utama pada batuan, jelas Dion Weatherley, sang peneliti utama, seorang seisomologis dari Universitas Queensland di Brisbane, Australia.

Salah satu sumber emas alami ditemukan dalam bentuk urat kuarsa-emas. Fitur geologi yang unik ini terbentuk karena adanya rekahan atau sesar dalam suatu batuan (geologyin.com)

Ketika sebuah gempa bumi terjadi, sisi-sisi jalur sesar utama bergeser di sepanjang arah sesar, dan menggerus satu dengan yang lainnya. Namun kondisi ini berbeda dengan jog sesar yang sedari awal sudah terbuka. Weatherley dan rekan penelitinya, Richard Henley, ahli kimia bumi dari Universitas Australian National di Canberra, mencoba menyingkap mengenai apa yang terjadi pada fluida yang bersirkulasi melalui jog sesar ini pada waktu gempa terjadi.

Contoh jog sesar pada granit di Wisconsin Utara yang terdiri dari rekahan-rekahan kecil yang menghubungkan jalur sesar utama. Struktur geologi ini berperan sebagai wadah larutan hidrotermal yang mengandung emas (pages.uoregon.edu)

Apa yang terungkap dari sirkulasi ini menakjubkan: sebuah pengurangan tekanan yang berlangsung secara cepat. Hal ini membuat kondisi tekanan tinggi normal yang terjadi jauh di dalam Bumi turun secara drastis hingga mencapai tingkat tekanan yang nyaris sama dengan di permukaan Bumi.

Sebagai contoh, sebuah gempa berskala 4 magnitudo di kedalaman 11 kilometer akan menimbulkan perubahan tekanan secara cepat, dari 290 megapaskal (MPa) ke 0,2 Mpa pada jog sesar (sebagai perbandingan, tekanan udara pada ketinggian 0 meter dari muka air laut adalah 0,1 Mpa). “Jadi, anda menyaksikan fenomena terjadinya pengurangan tekanan sebanyak 1.000 kali lipat,’ ungkap Weatherley.

Terjadi dalam sekejap

Ketika air pembawa mineral yang berada pada suhu 390oC mengalami penurunan tekanan seperti yang dijelaskan sebelumnya, fluida itu akan menguap seketika, dan mineral-mineral di dalam air yang mengalami penguapan super cepat ini akan terkristalisasi dalam sekejap. Sebuah proses yang oleh para peneliti disebut dengan penguapan kilat atau pengendapan kilat, jelas Weatherley. “Dampak yang ditimbulkannya cukup besar untuk membuat kuarsa dan mineral serta logam bawaannya terendapkan,” tambahnya.

Pada akhirnya, fluida lainnya akan mengalir keluar dari batuan di sekitarnya dan mengisi celah yang ditinggalkan oleh cairan yang sebelumnya mengalami penguapan kilat hingga mengembalikan tingkat tekanan ke awal.

Sekalipun proses penguapan kilat tidak selalu segera terjadi dalam kondisi tersebut, namun dari sini dapat diketahui, dalam waktu yang singkat, sebuah gempa bumi dapat menghasilkan urat emas secara instan.

Gempa bumi yang besar akan menghasilkan penurunan tekanan yang besar pula, namun hal ini belum tentu berlaku dalam pembentukan urat emas. Hal yang lebih menarik lagi, Weatherley dan Henley menemukan, bahwa bahkan sebuah gempa bumi kecil, secara mengejutkan, dapat memicu penurunan tekanan yang amat besar di sepanjang jog sesar.

“Kami meneliti bahkan hingga ke gempa bermagnitudo 2,” kata Weatherley. Sebuah gempa yang sangat kecil, yang bahkan hanya dapat membuat pergeseran sekitar 130 mikrometer di sepanjang zona sesar yang panjangnya 90 cm saja. “Anda masih mampu mendeteksi adanya penurunan tekanan sebanyak 50%,” ungkapnya.

Weatherley menambahkan, kondisi ini yang mungkin menjadi alasan mengapa batuan dalam endapan kuarsa pembawa emas seringkali memiliki urat emas kecil dengan pola seperti jaring laba-laba. “Anda (bisa) menemukan ribuan hingga ratusan ribu gempa kecil hanya dalam satu sistem sesar saja”, tuturnya. “Setelah lebih dari ratusan hingga ribuan tahun ke depannya, anda akan menemukan potensi endapan emas dalam jumlah melimpah.

Weatherley mengatakan, para pencari emas dapat memanfaatkan teknik penginderaan jauh untuk menemukan endapan emas baru pada batuan yang terkubur dalam di daerah di mana jog sesar umum dijumpai. “Sistem sesar dengan banyak jog dapat diduga sebagai tempat di mana emas terbentuk. 

Pemetaan penginderaan jarak jauh (inderaja) atau remote sensing mapping menjadi salah satu teknik yang diandalkan untuk menemukan lokasi-lokasi sesar dimana kemungkinan endapan emas terbentuk. Peta ini menjadi contoh lokasi sesar dan densitas rekahan di sekitarnya, yang mana berdasarkan penelitian ini berpotensi menjadi tempat terbentuknya emas (dok. pribadi)

Namun, Taka’aki Taira, seorang seismologis dari Universitas California, Berkeley, berpikir bahwa penemuan itu mungkin lebih memiliki banyak nilai ilmiah. Karena, selain menunjukkan bagaimana endapan kuarsa dapat terbentuk di jog sesar, penelitian ini juga menyingkap bagaimana tekanan fluida dalam jog sesar dapat menurun kembali ke tingkat semula, sesuatu yang dapat memengaruhi seberapa jauh permukaan tanah dapat bergerak setelah gempa awal terjadi. 

“Sejauh yang saya ketahui, kami belum turut menyertakan variasi tekanan dalam fluida dalam memprediksi adanya kemungkinan gempa susulan,” ungkap Taira. “Pengintegrasian variasi ini dapat membuat peramalan munculnya gempa bumi menjadi lebih baik lagi.” 

 

Diterjemahkan dari artikel berjudul Earthquakes Make Gold Veins in an Instant dalam geologyin.com