12 miesięcy temu

Skąd się bierze złoto i czy możemy sami je wyprodukować?

gold_3

Każdy średniowieczny alchemik próbował wytworzyć złoto. Bez efektów. Czy w dzisiejszych czasach, w dobie niezwykłego postępu technologicznego, jesteśmy w stanie dokonać tego, czego nie udało się dawnym czarodziejom-naukowcom? Czy jesteśmy w stanie samodzielnie wytwarzać złoto?

Najpierw musimy dowiedzieć się, skąd w ogóle złoto znalazło się w ziemi? W jaki sposób dostało się do wnętrza naszej planety? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy spojrzeć w gwiazdy…

Złoto jest materiałem pozaziemskim. Wbrew potocznej wiedzy, żyły złota nie „rodzą się” w reakcjach chemicznych wewnątrz skorupy ziemskiej. Złoto powstało w kosmosie, by następnie zostać „wbudowane” w Ziemię.

Jak w takim razie pierwiastki złota znalazły się na naszej planecie? Za sprawą wybuchów gwiazd – czyli supernowych.

Gwiazdy są zbudowane głównie z wodoru, najprostszego i najlżejszego pierwiastka. Olbrzymie ciśnienie grawitacyjne tak dużej ilości materii kompresuje ją, wyzwalając fuzję jądrową w rdzeniu gwiazdy. Uwalniając energię z wodoru, gwiazda świeci. Przez wiele milionów lat życia gwiazdy, wielokrotne fuzje przetwarzają wodór w cięższe pierwiastki – hel, węgiel i tlen, spalając coraz szybciej kolejne cząstki i tworząc żelazo i nikiel.

Jednak po jakimś czasie fuzja jądrowa nie daje już wystarczającej ilości energii i ciśnienie w rdzeniu zanika. Zewnętrzne warstwy gwiazdy zaczynają zapadać się do wnętrza. Finalnie zastrzyk energii od jądra powoduje eksplozję supernowej, która wyrzuca z ogromną energią, wszystko ze swego wnętrza.

1466695044097312177

Energia wydzielona z zapadającej się gwiazdy jest tak duża, że subcząstki atomu – protony i elektrony zostają stopione w jedność, tworząc neutrony.

Neutrony nie posiadają ładunku elektrycznego, który przyciągałby lub odpychał inne cząstki. Są więc łatwe do przechwycenia. Złapanie zwielokrotnionej ilości neutronów przez pierwiastki żelaza, umożliwia formowanie się cięższych elementów, których w zwykłych warunkach, gwiazda nie byłaby w stanie wyprodukować – zamieniając srebro w złoto i ołów w uran.

Podczas gdy transformacja wodoru w tlen zajmuje miliony lat, w obrębie supernowej, wytworzenie się cięższych elementów, zajmuje zaledwie kilka sekund!

Co dzieje się z tak powstałym złotem po wybuchu supernowej? Fala uderzeniowa po wybuchu napędza gwiezdny pył, wyrzucony do przestrzeni kosmicznej, w wirujący taniec gazów i pierwiastków tworząc tzw. mgławice, z których formowane są nowe planety i gwiazdy.

Znajdujące się na Ziemi złoto zostało właśnie w taki sposób dostarczone do powłok naszej planety. Następnie na skutek zjawisk geotermalnych zostało ono skompresowane w to, co nazywamy „żyłami złota”.

Przez tysiące lat ludzkość poszukuje i wydobywa ten rzadki kruszec, którego wartość jest zdeterminowana przez małą ilością oraz trudność pozyskania. Całe wydobyte w historii ludzkości złoto zapełniłoby zaledwie 3 baseny olimpijskie.

2000px-Map_of_gold_production.svg

Państwa, które wydobywają złoto (im ciemniejszy kolor, tym wyższe wydobycie)

Powracając do głównego pytania – czy możemy więc wyprodukować złoto na ziemi? Odtworzenie reakcji chemicznych, które nastąpiły podczas wybuchu supernowej, nie było możliwe do przeprowadzenia przez średniowiecznych alchemików.

Współcześnie dysponujemy jednak taką technologią! Przy użyciu zderzacza cząsteczek możemy naśladować skomplikowane reakcje jądrowe, które wytworzyły złoto z gwiazd.

Dlaczego więc tego nie robimy? Ponieważ w dalszym ciągu operujemy na zbyt małej skali. Urządzenia te są w stanie generować jedynie pojedyncze atomy złota, dlatego wytworzenie jednogramowej bryłki kruszcu musiałoby dokonywać się atom po atomie – co zajęłoby prawdopodobnie tyle czasu, ile liczy nasz wszechświat. W dalszym ciągu jesteśmy więc skazani na wydobycie.

Co jednak się stanie jeśli wydobędziemy już całe złoto, znajdujące się pod ziemią?

Pozostaje nam jeszcze eksploracja oceanów. Szacuje się, że w skorupie Ziemi pod wodami, zgromadzonych jest jeszcze 20 milionów ton złota, niestety w bardzo niewielkich stężeniach, co czyni jego wydobycie nieopłacalnym. Bardziej prawdopodobne może okazać się w przyszłości pozyskiwanie go z innych planet.