Een vulkaan in Antarctica blaast gouden kristallen de lucht in: dagelijks verspreidt hij 80 gram goudstof
Mount Erebus op Ross Island verspreidt elke dag zo'n 80 gram goudstof, tot op 1.000 kilometer afstand. Hoe de Antarctische vulkaan die microscopische kristallen precies vormt, is na tientallen jaren onderzoek nog altijd niet opgehelderd. Op het afgelegen Ross Island, 1.350 kilometer van de geografische Zuidpool, doet Mount Erebus iets wat geen enkele andere vulkaan kan doen: hij spuugt goud uit in de vorm van echte, microscopisch kleine kristallen. Onder leiding van geochemicus Kimberly Meeker vonden onderzoekers die deeltjes terug in sneeuw, in vulkanische gaspluimen en in de Antarctische troposfeer. Sommige kristallen zijn tot 60 micrometer groot en hebben opvallend scherpe, geometrische vormen. Vulkanen als de Etna en Kīlauea bevatten wel goudsporen, maar niet als zulke afzonderlijke kristallen.
Onder het ijs brandt al jaren een lavameer
Mount Erebus is de zuidelijkst gelegen actieve vulkaan op aarde. Boven in de krater borrelt een permanent lavameer, een zeldzaam verschijnsel waarbij vloeibaar gesteente voortdurend aan het oppervlak blijft. De eerste uitgebreide analyse van het goud verscheen in 1991 in Geophysical Research Letters, opgesteld door Ray L. Chuan van de University of New Hampshire en collega’s. Met röntgenanalyse vonden de onderzoekers zuiver, elementair goud in de opgevangen deeltjes. Bij Fang Glacier, op vier kilometer van de krater, zaten gouddeeltjes in sneeuwmonsters. Dat laat zien hoe snel materiaal uit de pluim op het ijs rond de vulkaan terechtkomt.
Andere vulkanen verliezen meer goud
De hoeveelheid uit Erebus klinkt flink, maar andere vulkanen stootten volgens oude schattingen meer goud uit. Bij Kīlauea ging het om 500 tot 800 gram per dag, terwijl de Etna op uitschieters van 2,4 kilogram goud per dag uitkwam. In magma zitten allerlei elementen door elkaar, waaronder koper, zilver, kwik, arseen, seleen en zwavel. Goud kan daar verbindingen aangaan met andere stoffen en zo uit de diepte naar boven komen. De meest aannemelijke route loopt via vluchtige verbindingen met chloor of zwavel. Die stoffen kunnen in hete vulkanische gassen voorkomen en het goud meenemen uit het magma. De gaspluim van Erebus bevat weinig goud, terwijl juist onder zulke omstandigheden moeilijk vanzelf kristalkernen ontstaan waar een netjes gevormd kristal omheen kan groeien.
De kristallen lijken al vóór hun vlucht te groeien
Geochemicus Kimberly Meeker van het New Mexico Institute of Mining and Technology onderzocht de uitstoot samen met collega’s. De vorm van de gouddeeltjes wijst erop dat ze niet simpelweg als druppeltjes of grillige korrels uit de pluim zijn neergeslagen. Een mogelijkheid is dat goud uit chloorhoudende gassen kristalliseert zodra die afkoelen. Daarna kunnen de minuscule deeltjes verder de atmosfeer in waaien en uiteindelijk op de Antarctische ijskap belanden. Vulkanoloog Philip Kyle, eveneens verbonden aan het New Mexico Institute of Mining and Technology, opperde een andere route. Het goud zou langzaam kunnen aangroeien in een korst op het lavameer, waarna opstijgende gassen de kristallen losrukken en meevoeren.
De chemie van Erebus blijft uitzonderlijk
Geen van beide verklaringen is tot nu toe bewezen. Meeker en Kyle konden wel vaststellen dat de deeltjes uit de sneeuw, de gaspluim en de lucht dezelfde vulkanische oorsprong hebben, maar niet op welk moment ze precies kristalliseren. De combinatie van vulkanische chemie, de temperatuur rond de krater en de geologie van Ross Island lijkt hier iets mogelijk te maken wat bij andere actieve vulkanen niet is gezien. Toekomstig veldwerk moet uitzoeken of het goud al op het lavameer groeit of pas in de afkoelende gaspluim zijn scherpe kristalvorm krijgt.