금, 지진이 만든 연금술, 흥미로운 과학적 비밀이 밝혀지다!!

금이 어떻게 만들어지는지 생각해 본 적 있나요? 우리가 흔히 생각하는 것처럼 금이 마치 보물처럼 땅속에 가득 들어차 있다가 그냥 발견되는 건 아닙니다. 사실 금이 만들어지는 과정은 아주 흥미로운 과학적 비밀이 숨겨져 있었는데요, 그 비밀을 풀어낸 최신 연구가 등장했습니다. 호주 모나쉬 대학의 크리스토퍼 보이지 교수 연구팀이 지진과 금 형성의 관계를 밝혀내면서, 금이 어떻게 만들어지는지에 관한 오랜 미스터리를 풀어냈습니다.

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금 형성에 관한 기존 이론의 한계

기존 학설에 따르면, 금이 녹아있는 고온의 지하수가 석영과 만나면 금이 석영 표면에 침전되어 금괴가 형성된다고 설명했습니다. 이는 압력과 온도의 급격한 변화로 인해 금이 용해 상태를 유지할 수 없게 되면서 침전이 일어난다는 이론입니다.

그러나 이 이론에는 모순이 존재했습니다.

금이 포함된 지하수 내에서 금의 농도는 매우 희박하지만, 실제 석영 광맥에서는 높은 순도의 금이 발견되기 때문입니다.

석영의 압전 효과와 금 침전의 관계

연구팀은 이러한 모순을 해결하기 위해 '압전 효과'라는 새로운 관점을 도입했습니다.

압전 효과란 특정 결정이 기계적 압력을 받을 때 내부에 전하가 축적되는 현상을 의미하는데 석영은 대표적인 압전 물질로, 외부 압력을 받으면 전자의 배치가 변하여 전하가 형성됩니다.

지진 발생 시 땅 속의 석영 광맥에 힘이 가해지면 압전 효과가 발생하고, 그로 인해 형성된 전하가 금의 증착을 유도할 수 있다는 가설을 세운 것입니다. 지진의 힘이 금을 만드는 압전 효과를 만들어낸다고 본 것입니다.

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금, 지진이 만들어낸 연금술?

연구팀은 석영이 가진 ‘압전 효과’에 주목했습니다. 압전 효과란 외부 압력이 가해질 때 결정이 내부에 전하를 만들어내는 현상을 말합니다. 쉽게 말해, 석영 같은 물질이 물리적 압력을 받으면 전기를 발생시킬 수 있다는 거죠.

지진이 발생할 때 지하의 석영 광맥이 이 압력을 받으면 금이 전기적 에너지를 통해 석영에 착 달라붙게 되는 겁니다. 즉, 지진이라는 자연의 거대한 힘이 석영 속에 금을 붙들어 매는 ‘연금술’을 하는 셈이죠.

실험을 통한 검증: 금 나노입자의 형성과 성장

보이지 연구팀은 이 가설을 검증하기 위해 실험을 진행했습니다. 12개의 석영 샘플을 금이 녹아있는 용액에 담그고, 모터를 사용해 지진이 발생했을 때 지하에서 형성되는 압력 조건을 모사했습니다.

그 결과, 석영에 가해진 압력으로 인해 발생하는 전압이 용액 내 금을 전기화학적으로 침전시키는 것을 확인했습니다. 또한 금 나노입자가 기존의 금 알갱이에 추가로 침전되며 금 덩어리가 크게 성장하는 모습도 관찰되었습니다.

이번 연구의 의의와 금광 탐사에 미치는 영향

이번 연구는 금광 내에서 금의 형성 과정을 새롭게 이해하는 데 중요한 단서를 제공했습니다.

이번 연구를 통해 금광맥 내 고농도 금이 포함된 용액이 존재함에도 불구하고 큰 금덩이가 발견되지 않던 이유를 설명할 수 있을 것으로 보입니다.
앞으로의 금광 탐사와 관련한 기술에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

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마무리

이번 연구는 금이 형성되는 과정을 이해하는 데 있어 새로운 관점을 제시했습니다. 금광에서 찾는 금들이 이렇게 자연의 지진을 통해 만들어졌다는 사실을 생각하면, 앞으로도 지구가 만들어낼 많은 보물들이 궁금해집니다.

지진이 일으키는 놀라운 연금술, 이제 여러분도 금의 형성 과정에 담긴 과학적 비밀을 알게 되셨죠?
과학은 자연을 이해하고, 우리가 몰랐던 세상의 비밀을 하나씩 풀어냅니다.