כיצד נוצר זהב? מקורות ותהליך

זהב הוא יסוד כימי מוכר בקלות על ידי צבע מתכתי צהוב. הוא בעל ערך בגלל נדירותו, עמידותו בפני קורוזיה, מוליכות חשמלית, גמישות, משיכות ויופי. אם תשאלו אנשים מאיפה נובע זהב, הרוב יגידו שתשיג אותו ממכרה, מחבת לפתיתים בזרם או תמצית אותו ממי ים. עם זאת, מקורו האמיתי של היסוד קדום להיווצרות כדור הארץ.

מקשי מפתח: כיצד נוצר זהב?

בזמן היתוך גרעיני בתוך השמש מייצרת אלמנטים רבים, השמש אינה יכולה לסנתז זהב. האנרגיה הרבה הנדרשת לייצור זהב מתרחשת רק כאשר כוכבים מתפוצצים בתוך א

כל הזהב שנמצא בכדור הארץ הגיע מהריסות של כוכבים מתים. עם התהוות כדור הארץ, יסודות כבדים כמו ברזל וזהב שקע לעבר ליבת כדור הארץ. אם לא היה אירוע אחר, לא היה זהב בקרום כדור הארץ. אך לפני כ -4 מיליארד שנים הופצצה כדור הארץ כתוצאה מהשפעות אסטרואידים. השפעות אלה עוררו את השכבות העמוקות יותר של כדור הארץ והכריחו קצת זהב לתוכו מעטפה וקרום.

קצת זהב יכול להימצא בעפרות סלע. זה מופיע כמו פתיתים, כמו אלמנט יליד טהור, ועם כסף בסגסוגת הטבעית אלקטרום. סחף משחרר את הזהב ממינרלים אחרים. מכיוון שהזהב כבד, הוא שוקע ומצטבר בערוגות נחל, משקעי סחף ובאוקיאנוס.

לרעידות אדמה תפקיד חשוב, שכן תקלה משתנה מפרקת במהירות מים עשירים במינרלים. כשהמים מתאדים, ורידי קוורץ וזהב משקע על משטחי סלע. תהליך דומה מתרחש בתוך הרי געש.

כמות הזהב המופק מכדור הארץ מהווה חלק זעיר מהמסה הכוללת שלו. בשנת 2016 העריך הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית 5,726,000,000 אונקיות טרוי או 196,320 טונות ארה"ב מאז שחר התרבות. כ 85% - מזהב זה נותר במחזור. מכיוון שהזהב כה צפוף (19.32 גרם לסנטימטר מעוקב), הוא אינו תופס מקום רב למסה שלו. לאמיתו של דבר, אם הייתם ממיסים את כל הזהב שנכרה עד היום, הייתם מסתיימים בקוביה בגובה של מטר וחצי!

עם זאת, זהב מהווה כמה חלקים למיליארד מכמות קרום כדור הארץ. אמנם אין זה אפשרי כלכלית להפיק הרבה זהב, אך יש כמיליון טון זהב בקילומטר העליון של פני כדור הארץ. שפע הזהב במעטפת ובליבה אינו ידוע, אך הוא עולה על הכמות בקרום.

ניסיונות של אלכימאים להפוך עופרת (או אלמנטים אחרים) לזהב לא צלחו משום ששום תגובה כימית לא יכולה לשנות יסוד אחד לאחר. תגובות כימיות כוללות העברת אלקטרונים בין יסודות, העלולים לייצר יונים שונים של יסוד, אך מספר הפרוטונים בגרעין האטום הוא זה שמגדיר את יסודו. כל אטומי הזהב מכילים 79 פרוטונים, כך שהמספר האטומי של הזהב הוא 79.

יצירת זהב אינה פשוטה כמו הוספה או חיסור של פרוטונים ישירות מאלמנטים אחרים. השיטה הנפוצה ביותר לשנות אלמנט אחד לאחר (טרנספורמציה) הוא להוסיף נויטרונים לאלמנט אחר. נויטרונים משנים את האיזוטופ של יסוד, ובכך עשוי להפוך את האטומים לא יציבים מספיק כדי להתפרק באמצעות ריקבון רדיואקטיבי.

הפיזיקאי היפני Hantaro Nagaoka סינטזה לראשונה זהב על ידי הפצצת כספית עם נויטרונים בשנת 1924. בעוד שהעברת הכספית לזהב היא הקלה ביותר, ניתן לייצר זהב מרכיבים אחרים - אפילו להוביל! מדענים סובייטים הפכו בטעות את המגן המוביל של כור גרעיני לזהב בשנת 1972 וגלן סייבורד העביר עקבות של זהב מעופרת בשנת 1980.

פיצוצים נשק תרמו-גרעיני מייצרים לכידת נויטרונים הדומים לתהליך ה- r בכוכבים. בעוד שאירועים כאלה אינם דרך מעשית לסנתז זהב, ניסויים גרעיניים אכן הביאו לגילוי היסודות הכבדים אינשטיין (אטומי מספר 99) ופרמיום (אטום מספר 100).

• מקהות ', ג'. ב. (1988). "ריכוז זהב במים טבעיים". כתב העת לחקר הגאוכימיה. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
• מייטה, א. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10.1007 / BF01505547
• סיגר, פיליפ א '; פאולר, ויליאם א '; קלייטון, דונלד ד. (1965). "נוקלאוזינתזה של אלמנטים כבדים על ידי לכידת נויטרון". סדרת התוספות לאסטרופיסיקלית. 11: 121. doi:10.1086/190111
• שר, ר.; ביינברידג ', ק. ט. ואנדרסון, ח. ח. (1941). "העברת מרקורי על ידי ניטרונים מהירים". סקירה גופנית. 60 (7): 473–479. doi:10.1103 / PhysRev.60.473
• ווילבולד, מתיאס; אליוט, טים; מורבט, סטיבן (2011). "ההרכב האיזוטופי של טונגסטן של מעטפת כדור הארץ לפני ההפצצה הסופית". טבע. 477 (7363): 195–8. doi: 10.1038 / nature10399