Как появилось золото на земле

Исследователи пришли к выводу, что золото на Земле появилась благодаря крупномасштабному планетарному воздействию, а не серии космических ударов.

Выводы группы ученых, представляющих Токийский университет, изложены в издании Earth and Planetary Science Letters, а краткий обзор можно найти на портале Phys.org. Исследователи Рамон Брассер (Ramon Brasser) и Сигэру Ида (Shigeru Ida), а также их коллеги создали специальную компьютерную модель, имитирующую эволюцию планет земной группы (Меркурия, Венеры, Марса и Земли) на протяжении 300 млн лет после начала их формирования.

Специалисты сравнили запасы золота и платины на нашей планете, Луне, а также Марсе. Моделирование показало, что высокий уровень драгоценных металлов в мантии Земли стал следствием крупномасштабного планетарного воздействия. Ученые полагают, что оно имело место еще до формирования земной коры – внешней твердой оболочки нашей планеты. Предполагается, что воздействие произошло примерно 4,45 миллиарда лет назад.

Откуда берётся золото на Земле?

Не так давно к похожим выводам пришли ученые из Института исследования Луны NASA. Согласно их расчетам, запасы золота на Земле возникли благодаря столкновению нашей планеты с небесным телом диаметром от 2,5 до 3 тыс. км. Таким образом, речь идет об объекте, превосходящим по своим размерам Плутон.

Отметим, что ранее многие эксперты склонялись к тому, что золото на Земле появилось благодаря серии космических ударов. Авторы нового исследования полагают, что полученные выводы смогут изменить наше представление о ранней истории Земли. По их мнению, на заре своего существования наша планета была относительно «щадящим» местом, которое редко подвергалось мощным «бомбардировкам» из космоса.

Напомним, не так давно другая команда астрофизиков раскрыла тайну появления во Вселенной золота, а также других металлов. Ученые выяснили, что в качестве основных источников элементов тяжелее железа выступают погибающие нейтронные звезды. Выводы были получены при анализе карликовой галактики, аномально богатой тяжелыми элементами.

Источник: naked-science.ru

Откуда родом золото?

Слово «золотой» во многих культурах ассоциируется с чем-то хорошим: золотое правило, золотые руки, золотая медаль, золотые слова, да и просто все, что угодно, если оно «на вес золота». Давайте разберемся, почему этот драгоценный металл превратился в метафору и откуда появился на нашей планете.

Золото – благородный металл чистого желтого цвета. Привычный для нас красноватый оттенок в изделиях дают примеси. Это очень мягкий и в то же время тяжелый металл. В таблице Менделеева он идет под номером 79. Плотность золота 19,32 г/см³. Для наглядности, золотой шарик с диаметром 4 сантиметра весит около 1 кг. При этом золото очень пластично.

По шкале Мооса его твердость всего 2,5, поэтому ученые часто экспериментируют с возможностями утончения золотого покрытия.

Происхождение

Существуют разные мифы и легенды о происхождении золота. Они красивые, но совершенно далекие от науки. По одной из версий, Солнце, миллионы раз вращаясь вокруг Земли, сплетало вокруг нее золотые нити. По мнению египтян, золотой дождь однажды обрушился на землю, и капли остались в ней в виде самородков.

У скандинавов золотые залежи – это слезы богини любви Фрейи, которая тосковала по своему супругу. Однако разночтения есть не только среди народных сказаний, но и среди ученых. Несколько научных предположений о том, откуда на Земле появилось золото:

1. Вместе с рождением планет

По одной из версий, золото появилось на Земле миллиарды лет назад в процессе образования планеты на этапе высокой вулканической активности. При высокой температуре и давлении золото осаждалось вместе с другими тяжелыми металлами и приблизилось к недрам Земли. Так что драгоценные металлы появились задолго до зарождения живых организмов. Однако пока нет прямых спектроскопических доказательств, что такие элементы действительно образуются.

Золотые фрагменты также входят в состав метеоритов. Вполне возможно, что метеориты, падая на Землю, формировали рассыпные залежи золота и месторождения. С учетом того, что атмосфера формировалась на протяжении миллионов лет, за это время на планету могло «обрушиться» много золота. Существуют более масштабные версии космического происхождения золота, в которых Земля сталкивалась с крупными астероидами.

Была теория, что золото образовывалось при нуклеосинтезе сверхновых звёзд. Но со временем все изменилось. Теперь ученые предполагают, что золото и другие элементы тяжелее железа образовались в результате разрушения нейтронных звёзд. Гипотеза имеет свои преимущества, потому что объясняет географическую широту распространения золота на земле. В микро- и макродозах золото присутствует в земле, воде, растениях, телах животных и даже организме человека.

1. Золотопроизводящие бактерии

Бактерии, которые могут синтезировать золото. Есть одноклеточные микроорганизмы без ядра (прокариоты), которые вырабатывают энергию с помощью реакции окисления неорганических соединений. Такой способ существования называют хемолитотрофией, а микроорганизмы – хемолитотрофными бактериями. Они были открыты русским микробиологом С.Н. Виноградским.

Биогидрометаллургическая технология позволяет окислять сульфидные минералы и вскрывать тонкое вкрапленное золото, а также мышьяк и сурьму, которые часто находятся по соседству с драгоценными металлами. Но процесс такой добычи золота совсем не быстрый. Позже в золоторудных месторождениях России были открыты новые группы таких микроорганизмов, бактерий рода Sulfobacillus.

Применение

Конечно, наиболее часто золото используется в ювелирной промышленности. С древних времен из него делали украшения и знаки отличия. Однако, помимо эстетического применения, золото используется во многих сферах.

Золото – важнейший элемент финансовой системы. Этот металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения и ограничен в своем количестве. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн.

Золото долгие годы использовалось вместо денег. Однако как монопольный денежный товар золотые монеты утвердились только в XIX веке. Вплоть до Первой мировой выполняли лишь функцию удостоверений о наличии золота. В нашей стране Золотой стандарт потерял свою актуальность в 1937 году, когда в обращение ввели новый червонец, не конвертируемый в золото даже в теории.

Сегодня выпуск денежных средств контролируется показателями ВВП. Однако осталось понятие Золотовалютного резерва, который необходим для устойчивости национальной валюты, поддержания государственной кредитоспособности и стабильности.

Золото используется как материал для электрических контактов. Золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат широко используются в микроэлектронике.

Также золото применяется в качестве мишени в ядерных исследованиях, покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, и специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стёкол уменьшает нежелательные тепловые потери зимой и предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами летом.

Золотые припои применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума. Золочение металлов широко используется для защиты от коррозии.

Золото используется при изготовлении коронок и зубных протезов наряду с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы стойки к коррозии и обладают превосходными механическими свойствами.

Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения туберкулёза, ревматоидных артритов и другого. Радиоактивный изотоп Au используется в радиотерапии.

Декорирование тортов с помощью золота также возможно. Код пищевой добавки — Е175. Конечно, это очень дорого, поэтому применяется в кулинарии и пищевом производстве крайне редко. К тому же в больших количествах золото вредно для человеческого организма, так как золотые соединения токсичны, а их микроэлементы накапливаются в почках, печени и селезенке.

Однако при соблюдении всех норм золото можно потреблять в пищу. Ученые подтвердили, что пищевая добавка Е175 не влияет на работу пищеварительной системы и абсолютно гипоаллергенна. В Швейцарии есть кондитерская фабрика, которая изготавливает конфеты в съедобной золотой обертке. Французы выпустили «полезную» воду, в состав которой входит коллоидное золото.

Перспективы

В 2019 году российские исследователи получили «двумерное» золото – пленку толщиной менее 10 нанометров (нм). Нанометры – крошечные единицы измерения (одна миллиардная часть метра), сопоставимые с молекулами. Ученые пошли дальше и выяснили, что золото можно превратить в двумерную структуру толщиной 3-4 нм. Но это не просто эксперимент ради интереса. Такая золотая пленка может быть использована при создании прозрачной электроники будущего.

Материал подготовлен по данным из открытых источников.

Фото на главной: Яндекс. Дзен

Источник: scientificrussia.ru

ТОП-3 гипотезы происхождения золота: откуда оно взялось и как попало на нашу планету

Приветствую вас! Люди с древности пытались выяснить происхождение золота. В первую очередь усердствовали те, кто хотел быстро обогатиться, научившись с помощью этого знания добывать драгоценный металл из камней и мусора. Разумеется, у них ничего не получилось.

Большего успеха добились ученые — люди, движимые страстью к познанию, а не алчностью. До сих пор никто не смог в земных условиях превратить камни и мусор в золото, однако благодаря науке мы можем представить, откуда оно взялось на нашей планете.

• Откуда появилось золото на Земле

• Гипотеза 1
• Гипотеза 2
• Гипотеза 3

• Самородки
• Крупицы
• В чем различие между самородками и крупицами

• Коренные
• Россыпные

Откуда появилось золото на Земле

Существует много версий — правдоподобных, уже опровергнутых и вовсе фантастичных. Заострю внимание на трех наиболее популярных.

Гипотеза 1

Когда-то люди думали, что благородные металлы образовались в недрах планеты и были вынесены на ее поверхность благодаря вулканическим процессам. Это предположение не подтвердилось: доказано, что природные условия на Земле никогда не были подходящими для термоядерного синтеза тяжелых элементов.

Гипотеза 2

По версии некоторых ученых, золото — продукт жизнедеятельности определенных видов анаэробных бактерий. Влияние микромира на миграцию золота и формирование естественных слитков действительно отмечается, однако биогенная гипотеза слабо объясняет появление нового химического элемента.

Гипотеза 3

Традиционная наука считает, что атомарный состав нашей вселенной сформировался в результате нуклеосинтеза, разделенного на 3 этапа:

• космологический (первичный, дозвездный);
• звездный (синтез ядер в недрах звезд при горении и взрывах);
• синтез под действием космических лучей.

До формирования звезд Вселенная состояла из элементарных частиц и излучения, была маленькой и очень плотной. После Большого взрыва она начала охлаждаться и расширяться. Это сопровождалось первичным нуклеосинтезом, в результате которого образовались легкие элементы — гелий и литий.

2 млрд лет спустя появились звезды. В них стали протекать термоядерные реакции, сделавшие возможным появление элементов тяжелее лития. Так возникли кремний, ванадий, алюминий; но для образования ядер с атомной массой более 55,845 единиц (масса железа) по-прежнему было недостаточно давления и температуры. Ядерный синтез тяжелых элементов может быть только взрывным.

Наиболее жизнеспособная гипотеза объясняет происхождение золота гамма-всплесками — мощными вспышками электромагнитного излучения в космосе. Они сопровождают смерть звезд — вспышки сверхновых и слияние нейтронных звезд, в результате которых возможно возникновение элементов с атомной массой больше, чем у железа.

В каком виде можно встретить золото в природе

На Землю из космоса золото, как почти вся таблица Менделеева, попало в результате метеоритной бомбардировки. Это произошло, когда наша планета еще не была твердой. В процессе ее формирования жидкий расплав веществ (одним из основных металлов в нем выступало железо) погружался внутрь земного шара, — так образовалось земное ядро.

Скорее всего, оно большей частью состоит из тяжелых драгоценных металлов, опустившихся в центр Земли вместе с железом.

К сожалению, драгметаллы невозможно извлечь оттуда, и приходится довольствоваться лишь крохами богатства, скрытого в более достижимых глубинах.

Самородки

Самородное золото — мечта любого старателя. Лидер по количеству и размеру найденных за всю историю самородков — Австралия. Как они образуются?

Существует «V-теория», объясняющая специфику залегания самородков тем, что мы наблюдаем лишь остатки золоторудных месторождений. Когда магматическая порода только затвердела на земной коре, самые крупные жилы и самое чистое золото располагались в верхней части рудной системы. С тех пор прошли эпохи, и верхняя часть месторождения полностью выветрилась.

Эту версию подтверждает факт, что большинство крупных самородков находят близко к поверхности — в прожилках вблизи основного рудного тела. Эти маленькие жилы могли выполнять функцию фильтра, пропуская через себя золотосодержащий раствор, при остывании образовывавший самородки.

Крупицы

Зерновым металлом называют золотую крупу, собираемую из жилы. Крупицы в разы проще найти, чем природный слиток, но и они желанный объект для старателей, промышляющих добычей драгметаллов. Крупа — почти чистое золото насыщенного желтого цвета, количество примесей в ней небольшое.

В чем различие между самородками и крупицами

Крупица — это естественный маленький слиток. Основные отличия от самородка — в размерах и редкости (найти большой самородок очень сложно, это единичные случаи, которые приобретают мировую известность).

Нет однозначного мнения относительно массы, начиная с которой можно считать золото самородным. Одни золотодобытчики утверждают, что миниатюрный самородок может весить и 1 г, другие — что кусочки металла, весящие меньше 15 г, не стоит называть самородками.

Типы месторождений

Месторождения делятся на первичные — постмагматические — и вторичные, образовавшиеся в результате разрушения первых.

Коренные

Рудные месторождения локализованы на поверхности земной коры в тех местах, где расплавленная магма выходила наружу (например при извержении вулканов). До XX века они разрабатывались слабо, потому что добыча золота из породы трудоемка и малоэффективна без технических средств. Зато в XX веке человечество взяло реванш и за сто лет выработало столько же золота, сколько за тысячелетия до этого.

Россыпные

Россыпи золота — шлих — находятся в основном в аллювиях («намывах» — отложениях, сформированных водными потоками). Интересно, что порой россыпные месторождения находят в местах, на сотни километров удаленных от коренных. Шлиховое («черновое») золото после отмывки очищают химически.

Свойства металла и интересные факты

Биогенная теория образования месторождений имеет забавное подтверждение. Мы сами — тоже организмы, образовывающие золотые жилы: как иначе можно назвать наши банковские хранилища, наполненные слитками? Возможно, далекие потомки будут исследовать обломки нашей цивилизации и строить теории, объясняющие появление богатств в истлевших развалинах.

А как добывается золото промышленным путем сейчас, смотрите на видео.

Заключение

Приятно сознавать, что носишь на себе не просто побрякушку, а древнюю часть Вселенной, заставшую взрывы сверхновых! Расскажите об этом друзьям, чтобы они тоже почувствовали себя причастными к космическим чудесам. До новых встреч!

Источник: zhazhdazolota.ru