Cum se formează aurul? Origine și proces

Cum se formează aurul? Origine și proces

Aurul este un element chimic ușor recunoscut datorită culorii sale galbene. Este valoros datorită rarității sale, rezistenței la coroziune, conductivității electrice, maleabilității, ductilității și frumuseții. 

Dacă întrebați oamenii de unde provine aurul, cei mai mulți vor spune că din pământ (extras dintr-o mină) Cu toate acestea, originea adevărată a elementului precede formarea Pământului.

Formarea aurului

În timp ce fuziunea nucleară în Soare produce multe elemente, Soarele nu poate sintetiza aurul. Energia considerabilă necesară pentru a face aur apare numai atunci când stelele explodează într-o supernova sau când se ciocnesc stelele de neutroni . În aceste condiții extreme se formează elemente grele prin procesul de captare rapidă a neutronilor sau prin așa numitul proces r.

Unde se produce aurul?

Tot aurul găsit pe Pământ provine din resturile de stele moarte. După formarea Pământului, elemente grele, cum ar fi fierul și aurul, s-au scufundat spre miezul planetei. Dacă nu ar fi apărut niciun alt eveniment, nu ar exista aur în scoarța Pământului. Dar, în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, Pământul a fost bombardat de asteroizi. Aceste efecte au agitat straturile mai profunde ale planetei și au forțat un aur în manta și crustă.

Aurul mai poate fi găsit în minereurile de piatră. Acestea apar ca fulgi, ca elementul nativ pur , și cu argintul în electrumul din aliaj natural. Eroziunea eliberează aurul de alte minerale. Deoarece aurul este greu, acesta se scufunda și se acumulează în pământ, aluviuni și în ocean.

Cât de mult este aurul în lume?

Cantitatea de aur extrasă de pe Pământ este o mică parte din masa totală. În 2016, studiul geologic al Statelor Unite (USGS) a estimat că, de la începutul civilizației, au fost extrase 5,726,000,000 uncii sau 196,320 de tone de aur. Aproximativ 85% din acest aur se află în circulație. Deoarece aurul este atât de dens (19,32 grame pe centimetru cub), acesta nu ocupă mult spațiu pentru masa sa. De fapt, dacă s-ar topi tot aurul extras până în prezent, s-ar face un cub de aproximativ 60 de metri!

Cu toate acestea, aurul reprezintă câteva părți pe miliard de masă a crustei Pământului. Din punct de vedere economic nu este posibil să se extragă foarte mult aur, în primul kilometru al suprafeței Pământului există aproximativ 1 milion de tone de aur. Abundența de aur din manta și miez este necunoscută, dar depășește cu mult cantitatea din crustă.

Sintetizarea elementului de aur

Încercările unor alchimiști de a transforma plumbul (sau alte elemente) în aur au fost nereușite, deoarece nici o reacție chimică nu poate schimba un element în altul. Reacțiile chimice implică un transfer de electroni între elemente, care pot produce diferiți ioni ai unui element, dar numărul de protoni din nucleul unui atom este ceea ce definește elementul său. Toți atomii de aur conțin 79 de protoni, deci numărul atomic de aur este de 79.

A face aur nu este la fel de simplu ca adăugarea sau scăderea directă a protonilor de la alte elemente. Metoda cea mai comună de schimbare a unui element în altul ( transmutația ) este de a adăuga neutroni unui alt element. Neutronii modifică izotopul unui element, făcând astfel atomii suficient de instabili pentru a se rupe prin decădere radioactivă.

Fizicianul japonez Hantaro Nagaoka a sintetizat pentru prima oară aurul prin bombardarea mercurului cu neutroni în 1924. În timp ce transmutarea mercurului în aur este mai ușoară, aurul poate fi făcut din alte elemente – chiar și din plumb! Oamenii de știință sovietici au transformat accidental ecranarea cu plumb a unui reactor nuclear în aur în 1972, iar Glenn Seabord a transformat aurul în plumb în 1980.

Exploziile cu arme termonucleare produc capturi de neutroni asemănătoare cu cele ale procesului r în stele. Deși astfel de evenimente nu reprezintă o modalitate practică de a sintetiza aurul, testarea nucleară a dus la descoperirea elementelor grele einsteinium (număr atomic 99) și fermiu (numărul atomic 100).

Surse și Referințe

  • McHugh, J. B. (1988). „Concentration of gold in natural waters”. Journal of Geochemical Exploration. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
  • Miethe, A. (1924). „Der Zerfall des Quecksilberatoms”. Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi:10.1007/BF01505547
  • Seeger, Philip A.; Fowler, William A.; Clayton, Donald D. (1965). „Nucleosynthesis of Heavy Elements by Neutron Capture”. The Astrophysical Journal Supplement Series. 11: 121. doi:10.1086/190111
  • Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). „Transmutation of Mercury by Fast Neutrons”. Physical Review. 60 (7): 473–479. doi:10.1103/PhysRev.60.473
  • Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). „The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment”. Nature. 477 (7363): 195–8. doi:10.1038/nature10399
CATEGORIES
Share This

COMMENTS

Wordpress (0)