Золото… Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Кровавый металл, порождение дьявола. Сколько человеческих жизней было погублено ради обладания этим металлом!? И сколько еще будет погублено?
В отличие от железа или, например, от алюминия, золота на Земле очень мало. За всю свою историю человечество добыло золота столько, сколько оно добывает железа за один день. Но откуда же этот металл появился на Земле?
Считается, что Солнечная система образовалась из остатков взорвавшейся когда-то в глубокой древности сверхновой. В недрах той древней звезды происходил синтез химических элементов тяжелее водорода и гелия. Но в недрах звезд не могут синтезироваться элементы тяжелее железа, и стало быть, золото не могло образоваться в результате термоядерных реакций в звездах. Так, откуда же этот металл вообще появился во Вселенной?
Похоже, астрономы теперь могут ответить на этот вопрос. Золото не может рождаться в недрах звезд. Но оно может образоваться в результате грандиозных космических катастроф, которые ученые буднично называют гамма-всплесками (ГВ).
Астрономы пристально наблюдали за одним из таких гамма-всплесков. Данные наблюдений дают достаточно серьезные основания считать, что эта мощная вспышка гамма-излучения произведена столкновением двух нейтронных звезд – мертвых ядер звезд, погибших в сверхновом взрыве. Кроме того, уникальное свечение, сохранявшееся на месте ГВ в течение нескольких дней, указывает на то, что во время этой катастрофы образовалось значительное количество тяжелых элементов, в том числе – золото.
«По нашим оценкам, количество золота, образовавшегося и выброшенного в пространство во время слияния двух нейтронных звезд, может сотавить более 10 лунных масс»,– сказал ведущий автор исследования Эдо Бергер из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (CfA) во время пресс-конференции CfA в Кембридже, штат Массачусетс.
Гамма-всплеск (ГВ) – это вспышка гамма-излучения от чрезвычайно энергичного взрыва. Большинство ГВ обнаруживаются в очень отдаленных областях Вселенной. Бергер и его коллеги изучали объект GRB 130603B, находящийся на расстоянии 3,9 миллиардов световых лет. Это один из самых близких ГВ из замеченных до настоящего времени.
ГВ бывают двух видов – длинные и короткие, в зависимости от того, сколько длится вспышка гамма-лучей. Длительность вспышки GRB 130603B, зафиксированной спутником НАСА «Свифт», составила менее двух десятых секунды.
Хотя само гамма-излучение исчезло быстро, GRB 130603B продолжал светить в инфракрасных лучах. Яркость и поведение этого света не соответствовали типичному послесвечению, которое возникает при бомбардировке ускоренными частицами окружающего вещества. Свечение GRB 130603B вело себя так, как будто оно исходит из распадающихся радиоактивных элементов. Вещество, богатое нейтронами, выброшенное при столкновении нейтронных звезд, может превратиться в тяжелые радиоактивные элементы. Радиоактивный распад таких элементов порождает инфракрасное излучение, характерное для GRB 130603B. Именно это и наблюдали астрономы.
По вычислениям группы, во время взрыва было выброшено вещества с массой около одной сотой солнечной. И часть этого вещества была золотой. Примерно оценив количество золота, образовавшегося во время этого ГВ, и число таких взрывов, произошедших за всю историю Вселенной, астрономы пришли к предположению, что все золото во Вселенной, в том числе и на Земле, возможно, было образовано во время таких гамма-всплесков.
Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия:
В процессе формирования Земли расплавленное железо спускалось вниз к её центру, чтобы составить её ядро, увлекая с собой большинство драгоценных металлов планеты, таких как золото и платина. Вообще, драгметаллов в ядре хватит на то, чтобы покрыть их слоем четырёхметровой толщины всю поверхность Земли.
Перемещение золота в ядро должно было лишить внешнюю часть Земли этого сокровища. Однако распространённость благородных металлов в силикатной мантии Земли превышает расчётные величины в десятки и тысячи раз. Уже обсуждалась идея о том, что это свалившееся на голову сверхизобилие имеет своей причиной катастрофический метеоритный ливень, который настиг Землю после образования её ядра. Вся масса метеоритного золота, таким образом, вошла в мантию обособленно и не пропала глубоко внутри.
Для проверки этой теории доктор Маттиас Виллболд и профессор Тим Эллиот из Бристольской изотопной группы Школы наук о Земле подвергли анализу собранные в Гренландии профессором Оксфордского университета Стивеном Мурбатом породы, возраст которых насчитывает около 4 миллиардов лет. Эти древние камни дают уникальную картину состава нашей планеты вскоре после формирования ядра, но до предполагаемой метеоритной бомбардировки.
Затем ученые начали исследовать содержание вольфрама-182 и в метеоритах, которые называют хондритами, – это один из главных строительных материалов твердой части Солнечной системы. На Земле нестабильный гафний-182 распадается cобразованием вольфрама-182. А вот в космосе из-за космических лучей этот процесс не происходит. В результате стало ясно, что образцы древних горных пород содержат на 13% больше вольфрама-182 по сравнению с более молодыми горными породами. Это дает геологам основание утверждать, что когда Земля уже имела твердую кору, на нее обрушилось около 1 миллиона триллионов (10 в 18-й степени) тонн астероидного и метеоритного вещества, которое имело более низкое содержаниевольфрама-182, но при этом гораздо большее, чем в земной коре, содержание тяжелых элементов, в частности золота.
Будучи весьма редким элементом (на килограмм породы приходится всего около 0,1 миллиграмма вольфрама), подобно золоту и другим драгоценным металлам он должен был войти в ядро в момент его формирования. Как и большинство других элементов, вольфрам подразделяется на несколько изотопов – атомов со сходными химическими свойствами, но слегка различающимися массами. По изотопам можно с уверенностью судить о происхождении вещества, а смешивание метеоритов с Землей должно было оставить характерные следы в составе её изотопов вольфрама.
Доктор Виллболд заметил в современной породе сокращение количества изотопа вольфрама-182 на 15 миллионных долей по сравнению с гренландской.
Это небольшое, но многозначительное изменение превосходно согласуется с тем, что и требовалось доказать – что избыток доступного золота на Земле является положительным побочным эффектом метеоритной бомбардировки.
Доктор Виллболд говорит: «Извлечение вольфрама из каменных образцов и анализ с необходимой точностью его изотопного состава были крайне сложной задачей, принимая во внимание небольшое количество имеющегося в камнях вольфрама. Фактически, мы стали первой в мире лабораторией, которая успешно выполнила измерения такого уровня».
Упавшие метеориты смешались с земной мантией в ходе гигантских конвекционных процессов. Задачей-максимум на будущее является выяснение продолжительности этого перемешивания. Впоследствии геологические процессы сформировали континенты и привели к концентрации драгоценных металлов (а также вольфрама) в залежах руды, которая добывается в наши дни.
Доктор Виллболд продолжает: «Результаты нашей работы показывают, что большая часть драгоценных металлов, на которых основывается наша экономика и многие ключевые производственные процессы, была занесена на нашу планету по счастливой случайности, когда Землю накрыло где-то 20 квинтиллионами тонн астероидного вещества».
Таким образом, мы обязаны своими золотыми запасами настоящему потоку ценных элементов, которые оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной «бомбардировке». Потом в ходе развития Земли в течение последних миллиардов лет золото вступило в круговорот пород, появляясь на ее поверхности и вновь скрываясь в глубинах верхней мантии.
Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.
Слияние нейтронных звезд
И еще мнение другого ученого:
Происхождение золота оставалось до конца невыясненным, поскольку, в отличие от более легких элементов, таких как углерод или железо, оно не может образовываться непосредственно внутри звезды, — признался один из исследователей центра Эдо Бергер.
Ученый пришел к этому выводу, наблюдая за гамма-всплесками — масштабными космическими выбросами радиоактивной энергии, вызванными столкновением двух нейтронных звезд. Гамма-всплеск был замечен космическим аппаратом НАСА Swift и длился всего двух десятых секунды. А после взрыва осталось свечение, которое постепенно исчезало. Свечение же при столкновении таких небесных тел свидетельствует о выбросе большого количества тяжелых элементов, утверждают специалисты. А доказательством того, что после взрыва образовались тяжёлые элементы, можно считать инфракрасный свет в их спектре.
Дело в том, что нейтронно-богатые вещества, выброшенные при коллапсе нейтронных звезд, могут генерировать элементы, претерпевающие радиоактивный распад, при этом испуская свечение преимущественно в инфракрасном диапазоне, — объяснял Бергер. — И мы полагаем, что при гамма-всплеске выбрасывается примерно одна сотая доля материала солнечной массы, в том числе золото. Причем, количество золота, произведенного и выброшенного во время слияния двух нейтронных звезд, может быть сравнимо с массой 10 Лун. А стоимость такого количества драгоценного металла равнялась бы 10 октильонам долларов — это 100 трлн в квадрате .
Для справки, октильон — это миллион септиллионов или миллион в седьмой степени; число, равное 1042 и записываемое в десятичной системе как единица с 42 нулями.
Также сегодня учеными установлен тот факт, что практически все золото (и прочие тяжелые элементы) на Земле — космического происхождения. Золото, оказывается, попало на Землю в результате астероидной бомбардировки, которая произошла в далекие времена после застывания коры нашей планеты.
Практически все тяжелые металлов «утонули» в мантии Земли на самом раннем этапе формирования нашей планеты, именно они образовали твердое металлическое ядро в центре Земли.
Алхимики XX века
Еще в 1940 году американские физики А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета начали облучать нейтронами соседние с золотом элементы – ртуть и платину. И вполне ожидаемо, облучив ртуть, получили изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200. Их отличие от естественного природного Au-197 в том, что изотопы неустойчивы и, испуская бета-лучи, максимум за несколько дней опять превращаются в ртуть с массовыми числами 198,199 и200.
Но все равно это было здорово: впервые человек смог самостоятельно создавать нужные элементы. Вскоре стало понятно, как вообще можно получить настоящее, стабильное золото-197. Это можно сделать, используя только изотоп ртути-196. Этот изотоп достаточно редок – его содержание в обычной ртути с массовым числом 200 составляет около 0,15%. Его надо бомбардировать нейтронами, чтобы получить малоустойчивую ртуть-197, которая, захватив электрон, и превратится в стабильное золото.
Однако расчеты показали, что если взять 50 кг природной ртути, то в ней будет всего 74 грамма ртути-196. Для трансмутации в золото реактор может дать поток нейтронов 10 в 15-й степени нейтронов на кв. см в секунду. С учетом того, что в 74 г ртути-196 содержится около 2,7 на 10 в 23-й степени атомов, для полной трансмутации ртути в золото потребовалось бы четыре с половиной года. Это синтетические золото стоит бесконечно дороже золота из земли. Но это означало, что для образования золота в космосе тоже нужны гигантские потоки нейтронов. И взрыв двух нейтронных звезд как раз все объяснял.
И еще подробности про золото:
Немецкие ученые подсчитали, что для того, чтобы на Землю был занесен присутствующий сегодня объем драгметаллов, понадобились всего 160 металлических астероидов, диаметром около 20км каждый. Специалисты отмечают, что геологический анализ различных благородных металлов показывает, что все они появились на нашей планете примерно в одно и то же время, однако на самой Земле не было и нет условий для их естественного происхождения. Именно это натолкнуло специалистов на космическую теорию появления благородных металлов на планете.
Слово «gold», по мнению лингвистов, произошло от индо-европейского термина «желтый» как отражение наиболее заметной характеристики этого металла. Этот факт находит свое подтверждение в том, что произношение слова «gold» на разных языках похоже, например Gold (по-английски), Gold (по-немецки), Guld (по-датски), Gulden (по-голландски), Gull (по-норвежски), Kulta (по-фински).
Золото в земных недрах
В ядре нашей планеты содержится в 5 раз больше золота, чем во всех остальных породах, доступных для разработки, вместе взятых. Если бы все золото ядра Земли вылилось на поверхность, то покрыло бы всю планету слоем толщиной полметра. Интересно, что в каждом литре воды всех рек, морей и океанов растворено около 0,02 миллиграмма золота.
Определено, что за все время добычи благородного металла из недр было извлечено около 145 тысяч тонн (по данным других источников – около 200 тысяч тонн). Производство золота растет из года в год, но основной рост пришелся на конец 1970-х годов.
Чистота золота определяется различными путями. Carat (в США и Германии пишется «Karat») первоначально был единицей массы на основе семян рожкового дерева «carob tree» (созвучно со словом «карат»), используемого древними торговцами Среднего Востока. Карат сегодня в основном используется при измерении веса драгоценных камней (1 карат = 0,2 грамма). Чистоту золота также можно измерить в каратах. Эта традиция восходит к древним временам, когда карат на Ближнем Востоке стал мерилом чистоты золотых сплавов. Британский карат золота – неметрическая единица оценки содержания золота в сплавах, равная 1/24 массы сплава. Чистое золото соответствует 24 каратам. Чистота золота сегодня измеряется также и понятием химической чистоты, то есть тысячных долях чистого металла в массе сплава. Так, 18 карат – это 18/24 и в пересчете на тысячные доли соответствует 750-й пробе.
Добыча золота
В результате природного концентрирования примерно лишь 0,1% всего золота, содержащегося в земной коре, доступно, хотя бы теоретически, для добычи, однако благодаря тому, что золото встречается в самородном виде, ярко блестит и легко заметно, оно стало первым металлом, с которым познакомился человек. Но природные самородки редки, поэтому самый древний способ добычи редкого металла, основанный на большой плотности золота, – промывание золотоносных песков. «Добыча промывного золота требует только механических средств, а потому немудрено, что золото известно было даже дикарям и в самые древние исторические времена» (Д.И.Менделеев).
Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале XX века 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, добыча которого во многом механизирована, но производство остается трудным, так как часто находится глубоко под землей. В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2-3г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.
Сейчас крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. ЮАР – единственное государство, где золото – главный продукт производства. Там его добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.
В России добыча золота ведется из рудных и россыпных месторождений. О начале его добычи мнения исследователей расходятся. По-видимому, первое отечественное золото было добыто в 1704 году из Нерчинских руд вместе с серебром. В последующие десятилетия на Московском монетном дворе золото выделяли из серебра, которое содержало немного золота в виде примеси (около 0,4%). Так, в 1743-1744гг. «из золота, обретающегося в серебре, выплавленном на Нерчинских заводах», было изготовлено 2820 червонцев с изображением Елизаветы Петровны.
Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 года. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX века были открыты новые месторождения золота в Сибири. Открытие (в 1840-е гг.) Енисейского месторождения вывело Россию на первое место в мире по добыче золота, но еще до этого местные охотники-эвенки делали из золотых самородков пули для охоты. В концу XIX века Россия добывала в год около 40т золота, из них 93% – россыпного. Всего же в России до 1917 год было добыто, по официальным данным, 2754т золота, но по оценкам специалистов – около 3000т, причем максимум пришелся на 1913 год (49т), когда золотой запас достиг 1684т.
С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848г.; Колорадо, 1858г.; Невада, 1859г.), Австралии (1851г.), Южной Африке (1884г.), Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.
Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. В настоящее время доля добычи из россыпей постепенно снижается, составляя к 2007 году немного более 50 тонн. Менее 100 тонн добывается из рудных месторождений. Окончательная переработка золота ведется на аффинажных заводах, ведущим из которых является Красноярский завод цветных металлов. На его долю приходится аффинаж (очистка от примесей, получение металла пробы 99,99%) около 50% добываемого золота и большая часть платины и палладия, добываемых в России.
Производство золота в России в среднем составляет около 170 тонн в год: 150 тонн добывается из золотых месторождений и приблизительно 20 тонн – попутное и вторичное производство. Себестоимость производства одной унции колеблется в широких пределах, сильно зависит от качества запасов, вида добычи, способа переработки и составляет ориентировочно 150-550 долл. за унцию.
100 великих тайн Земли Волков Александр Викторович
Откуда взялось на Земле золото?
В пору экономических кризисов люди всеми способами пытаются спасти свои сбережения – например, скупают золото. Любопытно, что этот металл, как убедились астрономы, тоже рождается в эпоху кризисов, но не земных, а небесных. Компьютерные модели, представленные астрофизиками, свидетельствуют, что идеальные условия для синтеза золота возникают при катастрофических событиях в мире звезд. В это время вспыхивают термоядерные реакции, которые порождают в большом количестве тяжелые элементы, в том числе вожделенный металл. Но в недрах каких небесных объектов это может происходить?
Долгое время ученые предполагали, что золото рождается при взрывах сверхновых звезд. Однако этот сценарий не мог объяснить характер распределения тяжелых элементов во Вселенной. Другое дело – столкновения нейтронных звезд (они возникают на месте взорвавшихся звезд, если те не превратились в черные дыры). По оценкам астрономов, их только в нашей Галактике около миллиарда, хотя в большинстве своем они пока не обнаружены.
Эти звезды – поистине рай небесный для физиков. Ни в одной лаборатории мира нельзя воссоздать условия, царящие там. Прежде всего, поражает их плотность. Вещество в них сжато сильнее, чем в атомном ядре. Так что нейтронная звезда диаметром около 20 километров оказывается в 1,4-3 раза массивнее Солнца. Это означает, что чайная ложка звездной пыли будет весить около миллиарда тонн – больше, чем все люди, населяющие нашу планету, вместе взятые.
Идеальные условия для синтеза золота возникают при катастрофических событиях в мире звезд
Как показывают модельные расчеты, при столкновении двух нейтронных звезд в окружающее пространство мгновенно – за тысячную долю секунды! – выбрасывается большое количество необычайно раскаленного звездного вещества. Его масса в несколько раз превышает массу Юпитера.
Когда плазма остывает до температуры менее 10 миллиардов градусов, в ней начинаются цепные реакции, которые сопровождаются быстрым захватом большого количества нейтронов. Это приводит к образованию тяжелых элементов.
Ученые соотнесли картину распределения этих элементов, полученную путем моделирования на компьютере, и оценили предполагаемое число столкновений нейтронных звезд. Соотнесли и убедились, что именно подобные события, очевидно, и породили большую часть золота, платины, урана, содержащихся во Вселенной. Почти все то золото, ради которого люди гибли веками, – это золото звезд нейтронных.
Когда же оно возникло? Как попало на нашу планету?
Точное время синтеза золотых запасов Земли можно установить только приблизительно. Например, предполагается, что возраст этого золота – не более 10 миллиардов лет, ведь именно таков возраст Млечного Пути. Незримые «космические фабрики» по производству драгметаллов открылись в нашей Галактике лишь после того, как она сформировалась. После того как звезды в ней старились, взрывались, превращались в черные дыры или нейтронные звезды, а те время от времени сталкивались друг с другом. Под громовой аккомпанемент этой «космической алхимии» различные вещества, содержавшиеся в недрах нейтронных звезд, словно по мановению волшебной палочки, превращались в золото. Так что земные богатства (хотя бы некоторые) вдвое старше Земли. Им – почти 10 миллиардов лет.
Разумеется, атомы золота проделали долгий путь, прежде чем попали к нам на планету. Многие из них достигли наших палестин еще в ту отдаленную эпоху, когда на месте Солнечной системы вращалась обширная туманность из газа и пыли. Постепенно пылинки и небольшие крупицы, содержавшиеся в протопланетном диске, сталкивались и слипались, что вело к образованию твердых сгустков – планетезималей. В них уже содержались крупицы золота.
Планетезимали превращались в протопланеты. Когда, наконец, около 4,56 миллиарда лет назад возникла Земля, она была покрыта океаном магмы. В нем и происходило разделение химических элементов. Так, еще около 4,5 миллиарда лет назад, когда земная мантия пребывала в расплавленном состоянии, содержавшиеся в ней тяжелые металлы, в том числе золото, погрузились вглубь и образовали земное ядро. Мантия же сформировалась из более легких элементов – прежде всего горных пород.
По оценкам ученых, сегодня в недрах нашей планеты, на большой глубине, таится столько золота, что его запасов хватит, чтобы покрыть всю поверхность Земли слоем в 4 метра высотой. Перед этой апокалипсической картиной – Земля задыхается, скованная мертвенным бременем золота, – меркнут средневековые легенды о золотых дворцах и башнях Востока.
Впрочем, немало вожделенного металла залегает довольно близко к поверхности Земли. Мантия нашей планеты и ее кора содержат в десятки тысяч раз больше золота, чем допускает теория. Здесь также много платины и других ценных металлов. А ведь все они еще 4,5 миллиарда лет назад должны были погрузиться в глубь Земли. Почему же золото не кануло в земных недрах, а сохранилось прямо у нас под ногами – сея извечные войны среди людей, плодя злобу и смерть?
История появления золотоносных жил теперь, когда мы узнали, как золото попало на нашу планету, стала вызывать вопросы у ученых. Пытаясь разгадать этот «алхимический секрет», Матиас Уилболд и его коллеги из Бристольского университета проанализировали содержание вольфрама в пробах, взятых из мантии Земли. Один из его изотопов – вольфрам-182 – стал для них «меткой», позволившей выяснить некоторые подробности геологической истории планеты. Точный анализ содержания изотопа свидетельствует, что почти во всех пробах этот показатель одинаков. Исключение составляют разве что древнейшие образцы пород, собранные в Западной Гренландии. Там концентрация вольфрама-182 заметно выше. Самое примечательное, что эти образцы (их возраст – более 3,8 миллиарда лет) относятся к той эпохе, когда молодая Земля еще не подверглась интенсивной космической бомбардировке.
Почему же потом этот показатель начал снижаться? Дело в том, что вольфрам редко встречается в метеоритах. Когда около 3,8 миллиарда лет назад в сторону Земли устремилось множество астероидов, содержание вольфрама в ее мантии поневоле уменьшилось. Чем больше метеоритов падало на Землю, пополняя ее верхние слои, тем ниже становился этот показатель. Сегодня он почти повсеместно одинаков. Лишь наиболее древние образцы пород, относящиеся к эпохе, которая предшествовала Великой космической бомбардировке, сохранили свой прежний химический состав.
Зато, по оценкам геологов, за счет метеоритов, усеявших поверхность Земли, ее масса возросла почти на один процент. Никогда впоследствии наша планета не прибавляла так резко в весе. В этом космическая бомбардировка пошла ей на пользу.
Как и в другом: содержание золота и прочих драгоценных металлов в верхних слоях планеты вновь увеличилось. Когда-то они сыпались с неба буквально градом. Принесенные из космоса вещества, в том числе крупицы золота и платины, откладывались на поверхности молодой планеты, со временем смешиваясь с верхними слоями коры. Они не могли погрузиться в глубь Земли, ведь ее внутренняя структура уже окончательно сформировалась. Как отмечает Матиас Уилболд, «те самые благородные металлы, играющие важнейшую роль в нашем хозяйстве и нашей промышленности, по большей части оказались на Земле в результате случайного стечения обстоятельств – когда на планету обрушилось около 20 триллионов тонн метеоритов». Пусть это и была катастрофа – но с золотым отливом!
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЗО) автора БСЭ Из книги 100 великих сокровищ России автораЗолото скифов Две с половиной тысячи лет тому назад бескрайние степи Северного Причерноморья населяли многочисленные племена скифов, нагоняя ужас не только на своих соседей, но и на могущественные государства Древнего Востока, куда их несметные орды совершали
Из книги 100 великих кладов автора Непомнящий Николай НиколаевичЗолото сарматов Всё произошло на Филипповском кургане. Бульдозерист, разравнивая могильник, наткнулся на серебряный сосуд. Работа тяжёлой техники была остановлена. Эта находка в междуречье Урала и Илека стала первой в так называемой коллекции «Сарматского золота». В
Из книги Вторая Книга всеобщих заблуждений автора Ллойд ДжонЗолото Бактрии В 1964 году мир облетела сенсационная новость: в Северном Афганистане, на самой границе с Таджикистаном, у слияния рек Пянджа и Кокчи французские археологи во главе с профессором Страсбургского университета Даниэлем Шлюмберже открыли… древнегреческий
Из книги Официальная и народная медицина. Самая подробная энциклопедия автора Ужегов Генрих НиколаевичЗОЛОТО СКИФОВ
Из книги Горизонты оружия автора Лещенко ВладимирЗолото Чертомлыка После драгоценных находок в кургане Куль-Оба царский двор уже не жалел денег на новые археологические исследования в Керчи. Начался период настоящей «золотой лихорадки». А. Е. Люценко, директор Керченского музея, позже писал, что «из сотни раскопанных
Из книги Художественная обработка металла. Драгоценные металлы. Сплавы и добыча автора Мельников ИльяЗолото инков Сколько крокодиловых слёз было пролито разного рода авторами по поводу горькой судьбы «миролюбивых индейцев», в одночасье ставших жертвами «алчных конкистадоров»! Как только не клеймили они Кортеса и Писарро в порывах «благородного» гнева! Между тем за
Из книги Энциклопедия славянской культуры, письменности и мифологии автора Кононенко Алексей Анатольевич«ЗОЛОТО МАККЕННЫ» И ИЖЕ С НИМ
Из книги 100 великих тайн Востока [с иллюстрациями] автора Непомнящий Николай Николаевич«Золото Колчака» Легендарный «золотой запас Российской империи», не то пропавший, не то похищенный какими-то злокозненными персонажами в годы Гражданской войны, в просторечии получил название «золото Колчака». Предание относит рождение этой легенды к 1919 году, когда
Из книги Энциклопедия доктора Мясникова о самом главном автора Мясников Александр ЛеонидовичОткуда взялось большинство минералов? От жизни на Земле.Сегодня в мире насчитывается около 4300 минералов, хотя в изначальной пыли, коей суждено было стать Солнечной системой, их содержалось не больше дюжины. Да, все химические элементы существовали уже тогда, но до
Из книги автора7.17. Молчанье - золото? Если после общения с врачом больному не стало легче, это плохой врач. Иногда я задаюсь вопросом: медицина - это искусство или наука? Мы очень любим лечить душу, русские любят разговаривать. И это правильно. Но при этом мы не относимся к больному, как к
Золото - один из самых дорогостоящих металлов в природе. Оно всегда считалось символом богатства. А ценится оно не только потому, что имеет красивый внешний вид, но это еще и труднодобываемый металл, который не вступает в химические реакции практически ни с кем, кроме ртути.
Слиток золота
Итак, о золоте узнали еще в древние времена. Истории известны случаи использования золота в Египте и в Индокитае. Люди изготавливали из него монеты и украшения, обменивая их на товары.
Но несмотря на то что сейчас о золоте появилось гораздо больше информации, его ценность не упала. Все это потому что в природе не существует золотых слитков. Частицы этого металла находят во время раскопок в мизерных и раздробленных количествах. Поэтому несколько граммов добытого золота практически не имеют никакой ценности.
А вот большое количество драгоценного металла может образоваться в месторождениях золота. Поэтому чтоб находить в дальнейшем потенциальные места скопления золота, нужно знать, каким образом оно образовалось в предыдущих случаях.
Процесс образования золота
По этому поводу у ученых имеются несколько версий, но прийти к консенсусу им пока так и не удалось. Среди популярных предположений:
- Золото входило в состав метеоритов и комет, падающих на Землю тысячи лет назад. Комета застревала в почве, а после попадания на нее вулканической лавы она превращалась в золото. Версия о космическом происхождении металлов по прежнему на слуху у ученых и требует дополнительных доказательств.
- Одна из последних версий гласит о том, что в трещинах от разломов тектонических плит во время землетрясения из воды образуется золото. В этих местах давление в камнях становится атмосферным, из них испаряется вода, а ее остатки кристаллизуются в чистое золото. Даже при небольших землетрясениях, которые постоянно происходят в коре, но не доходят до поверхности Земли все время образуется золото - так считают ученые из Австралии.
- Третья версия наиболее прагматичная: золото всегда присутствовало в коре со времен создания Земли.
Но также следует помнить, что золото является результатом перемен, которые со временем происходят в коре Земли. А все процессы на глубине происходят под большим давлением и высокими температурами. Правда, что служит толчком процессов золотообразования, ученые спорят до сих пор. И пока нет ответа на вопрос о том, продолжает ли образовываться новое золото, или просто искатели находят ранее неизвестные места рождения?
Мытье золота
Разработка месторождений металла
Существует три типа территорий, на которых можно найти золото: залежи, россыпи и месторождения. Первые два не используются в промышленных масштабах.
Месторождения разделяют условно на два вида: первичные и вторичные:
- Коренные или первичные можно найти в горах. Там золото образуется в коре Земли и, благодаря вулканическим процессам, выводится магмой на поверхность. Конечно же, золото в таких местах не увидишь невооруженным глазом, поскольку крупинки очень маленькие. Но они рассыпаны на небольшой территории, что дает возможность заниматься поисками частиц металла исключительно в этом месте в небольшом радиусе. Обычно в первичных месторождениях золото находится в составе кварцевых жил. Иногда золото находят в сплавах с другими металлами: медь, свинец, платина. С серебром у золота наблюдаются противоположные соотношения. В местах раскопки золота серебро находят очень редко, и наоборот, в месторождениях серебра практически не найти золота. К тому же золото находят как сопутствующий металл при раскопках месторождений других элементов. Особенно активно запустился этот процесс в начале ХХ века. Именно тогда люди узнали о месторождениях, начала появляться специальная аппаратура для того, чтоб было легче добывать золото.
- Вторичные месторождения. Они чаще всего находятся на берегах рек. На формирование золота в таких местах влияют подземные течения, пласты осадочных пород, а также перепады температуры. Все это в комплексе дает возможность предположить, что течение реки размывает берега, а те куски земли, которые откололись и поплыли вниз, разбиваются камнями по дороге на мелкие части. Именно в этих камнях находят золото, которое образовалось и накопилось в прибрежных породах земли. Таким образом, на дне рек оседают небольшие частички золота, которые искатели металла отмывают со временем.
Считается что в мире за все время существования человечества добыто около 160 тысяч тонн золота. Эта цифра объективна, поскольку только в раскопках Древнего Египта насчитали 50 тысяч тонн золота. Этот металл не теряет ценность, а наоборот, может стабилизировать финансовый рынок и экономику государства. Поэтому многие банки хранят активы в виде слитков из чистого золота.
Нередкое явление в мире - «золотая лихорадка», которая охватывала людей при нахождении новых мест образования золота. Аляска, Бразилия и даже Австралия - вот те места, в которых золотоискатели испытывали свою удачу. Но по-настоящему опасным стал 1896 год, когда «золотая лихорадка» охватила жителей всего мира и те стали приезжать в Америку, чтоб найти золото и разбогатеть. Месторождение Клондайк стало испытанием на прочность многих добытчиков золота. Это тяжелый вид работы, поскольку вручную много золота за день не отмыть. Вода в реках холодная, поэтому многие добытчики возвращались без денег, но с инвалидностью на всю жизнь или погибали на месте.
Спустя десять лет, золото научились добывать в промышленных масштабах. Если золото находится в составе руды, его можно отчистить с помощью специальных устройств. Месторождения ищут в несколько этапов:
- Комплексное геологическое исследование, поскольку индикаторов для местонахождения золота в земной породе не существует. Особое внимание уделяется процентному содержанию золота в руде.
- Исследование закономерностей образования золота.
- Инженерные работы по установлению аппаратуры и металлургические пробы.
- Аренда участков земли с предположительным месторождением золота.
- Работы по золотодобыче.
Что такое золотые самородки?
А вот на берегах рек, где есть золото в россыпях, его можно найти в свободном виде. Поэтому настоящей мечтой человека, добывающего золото, является нахождение самородка.
Самородок «Желанный незнакомец»
Понятно, почему именно самородки пользуются такой популярностью. За всю историю человечества их находили нечасто:
- «Желанный незнакомец» весом в 71 килограмм;
- «Желанный» 68,4 килограмма;
- «Бланш Баркли» весил 54,3 килограмма;
- «Голиаф» из Бразилии - 50,3 килограмма;
- «Плита Холтермана», названная в честь нашедшего копателя, весил 235,5 килограммов - самый большой самородок на Земле.
Людей, нашедших самородки, ждет пожизненное богатство. Вот почему этот факт так будоражит золотоискателей. На небольших островах в Тихом океане люди часто находят небольшие самородки весом до килограмма. Они регулярно сдают их на продажу, потому что держать такие вещи дома очень опасно, тем более в неразвитых странах.
В России также находились самородки на северных берегах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Они отличались как по весу, так и по содержанию золота. Но это не значит, что камень полностью состоит из драгоценного металла. Часть содержимого - это кварц, обыкновенная руда, свинец, никель.
Поэтому чтоб оценить стоимость находки, с помощью специального устройства определяют количество чистого золота. Даже если его много, очищать такой самородок никто не будет, его зафиксируют в реестре и укажут приблизительную пробу. Поэтому если золота в камне мало, самородок упадет в стоимости.
Образование самородков - очередной вопрос для геологов. Вот популярные версии этого явления:
- Кусочки золота, зафиксированные в рудных жилах, притягивают к себе мелкие частицы такого же металла, которые плывут по течению реки. Частички наслаиваются, и образуется самородок.
- Вторая теория гласит о том, что при определенных условиях и достаточном количестве углерода золото может «вырастать» и достигать разных размеров. И хотя эта теория лишена научного подспорья, искатели заявляют, что на россыпях, где больше углерода, гораздо проще найти самородок, чем на рудных месторождениях.
- Третий вариант развития событий гласит о возможной эрозии, такая теория называется V-образной. То есть наиболее качественное золото находилось выше, в крыльях самородка, где действовала эрозия воды и обмывание золотыми частицами, находившимися в ней. А на глубине действовали явления минерализации, а не эрозии, поэтому там золото боле низкого качества.
В получении чистого золота без примесей важны такие этапы:
- Обработка золота в составе руды жидкой ртутью. Полученный сплав называют амальгамой.
- Амальгаму нагревают до определенных температур, при которых ртуть начинает испаряться.
- В итоге остается чистое золото.
Цианидный способ с помощью цианида натрия, цинковой пыли и царской водки более трудоемкий, но дешевый. Оба варианта очищения проводятся в специальных лабораториях. Образовавшийся металл направляется на рынок металлов для продажи, а далее перенаправляется в активы крупных корпораций и центральных банков государств.
Об искусственном образовании золота в лабораториях давно мечтают ученые и алхимики. Существовала версия получения золота из ртути, но алхимики не смогли объяснить закономерности и создать хоть несколько граммов этого металла. Кто-то из химиков советовал попробовать добыть металл из морской воды путем жесточайшего фильтрования. Но пока золото можно только лишь получить естественным путем и его стоимость не снизится ближайшее десятилетие.
На сегодняшний день драгоценного металла в Земле по подсчетам ученых осталось не более 200 тысяч тонн. Поэтому активно разрабатываются теории о происхождении и образовании этого металла. Чтоб в будущем научится добывать золото еще легче, и его количество не уменьшалось.
December 15th, 2013
Золото… Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Кровавый металл, порождение дьявола. Сколько человеческих жизней было погублено ради обладания этим металлом!? И сколько еще будет погублено?
В отличие от железа или, например, от алюминия, золота на Земле очень мало. За всю свою историю человечество добыло золота столько, сколько оно добывает железа за один день. Но откуда же этот металл появился на Земле?
Считается, что Солнечная система образовалась из остатков взорвавшейся когда-то в глубокой древности сверхновой. В недрах той древней звезды происходил синтез химических элементов тяжелее водорода и гелия. Но в недрах звезд не могут синтезироваться элементы тяжелее железа, и стало быть, золото не могло образоваться в результате термоядерных реакций в звездах. Так, откуда же этот металл вообще появился во Вселенной?
Похоже, астрономы теперь могут ответить на этот вопрос. Золото не может рождаться в недрах звезд. Но оно может образоваться в результате грандиозных космических катастроф, которые ученые буднично называют гамма-всплесками (ГВ).
Астрономы пристально наблюдали за одним из таких гамма-всплесков. Данные наблюдений дают достаточно серьезные основания считать, что эта мощная вспышка гамма-излучения произведена столкновением двух нейтронных звезд – мертвых ядер звезд, погибших в сверхновом взрыве. Кроме того, уникальное свечение, сохранявшееся на месте ГВ в течение нескольких дней, указывает на то, что во время этой катастрофы образовалось значительное количество тяжелых элементов, в том числе – золото.
«По нашим оценкам, количество золота, образовавшегося и выброшенного в пространство во время слияния двух нейтронных звезд, может сотавить более 10 лунных масс»,– сказал ведущий автор исследования Эдо Бергер из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (CfA) во время пресс-конференции CfA в Кембридже, штат Массачусетс.
Гамма-всплеск (ГВ) – это вспышка гамма-излучения от чрезвычайно энергичного взрыва. Большинство ГВ обнаруживаются в очень отдаленных областях Вселенной. Бергер и его коллеги изучали объект GRB 130603B, находящийся на расстоянии 3,9 миллиардов световых лет. Это один из самых близких ГВ из замеченных до настоящего времени.
ГВ бывают двух видов – длинные и короткие, в зависимости от того, сколько длится вспышка гамма-лучей. Длительность вспышки GRB 130603B, зафиксированной спутником НАСА «Свифт», составила менее двух десятых секунды.
Хотя само гамма-излучение исчезло быстро, GRB 130603B продолжал светить в инфракрасных лучах. Яркость и поведение этого света не соответствовали типичному послесвечению, которое возникает при бомбардировке ускоренными частицами окружающего вещества. Свечение GRB 130603B вело себя так, как будто оно исходит из распадающихся радиоактивных элементов. Вещество, богатое нейтронами, выброшенное при столкновении нейтронных звезд, может превратиться в тяжелые радиоактивные элементы. Радиоактивный распад таких элементов порождает инфракрасное излучение, характерное для GRB 130603B. Именно это и наблюдали астрономы.
По вычислениям группы, во время взрыва было выброшено вещества с массой около одной сотой солнечной. И часть этого вещества была золотой. Примерно оценив количество золота, образовавшегося во время этого ГВ, и число таких взрывов, произошедших за всю историю Вселенной, астрономы пришли к предположению, что все золото во Вселенной, в том числе и на Земле, возможно, было образовано во время таких гамма-всплесков.
Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия:
В процессе формирования Земли расплавленное железо спускалось вниз к её центру, чтобы составить её ядро, увлекая с собой большинство драгоценных металлов планеты, таких как золото и платина. Вообще, драгметаллов в ядре хватит на то, чтобы покрыть их слоем четырёхметровой толщины всю поверхность Земли.
Перемещение золота в ядро должно было лишить внешнюю часть Земли этого сокровища. Однако распространённость благородных металлов в силикатной мантии Земли превышает расчётные величины в десятки и тысячи раз. Уже обсуждалась идея о том, что это свалившееся на голову сверхизобилие имеет своей причиной катастрофический метеоритный ливень, который настиг Землю после образования её ядра. Вся масса метеоритного золота, таким образом, вошла в мантию обособленно и не пропала глубоко внутри.
Для проверки этой теории доктор Маттиас Виллболд и профессор Тим Эллиот из Бристольской изотопной группы Школы наук о Земле подвергли анализу собранные в Гренландии профессором Оксфордского университета Стивеном Мурбатом породы, возраст которых насчитывает около 4 миллиардов лет. Эти древние камни дают уникальную картину состава нашей планеты вскоре после формирования ядра, но до предполагаемой метеоритной бомбардировки.
Затем ученые начали исследовать содержание вольфрама-182 и в метеоритах, которые называют хондритами, – это один из главных строительных материалов твердой части Солнечной системы. На Земле нестабильный гафний-182 распадается cобразованием вольфрама-182. А вот в космосе из-за космических лучей этот процесс не происходит. В результате стало ясно, что образцы древних горных пород содержат на 13% больше вольфрама-182 по сравнению с более молодыми горными породами. Это дает геологам основание утверждать, что когда Земля уже имела твердую кору, на нее обрушилось около 1 миллиона триллионов (10 в 18-й степени) тонн астероидного и метеоритного вещества, которое имело более низкое содержаниевольфрама-182, но при этом гораздо большее, чем в земной коре, содержание тяжелых элементов, в частности золота.
Будучи весьма редким элементом (на килограмм породы приходится всего около 0,1 миллиграмма вольфрама), подобно золоту и другим драгоценным металлам он должен был войти в ядро в момент его формирования. Как и большинство других элементов, вольфрам подразделяется на несколько изотопов – атомов со сходными химическими свойствами, но слегка различающимися массами. По изотопам можно с уверенностью судить о происхождении вещества, а смешивание метеоритов с Землей должно было оставить характерные следы в составе её изотопов вольфрама.
Доктор Виллболд заметил в современной породе сокращение количества изотопа вольфрама-182 на 15 миллионных долей по сравнению с гренландской.
Это небольшое, но многозначительное изменение превосходно согласуется с тем, что и требовалось доказать – что избыток доступного золота на Земле является положительным побочным эффектом метеоритной бомбардировки.
Доктор Виллболд говорит: «Извлечение вольфрама из каменных образцов и анализ с необходимой точностью его изотопного состава были крайне сложной задачей, принимая во внимание небольшое количество имеющегося в камнях вольфрама. Фактически, мы стали первой в мире лабораторией, которая успешно выполнила измерения такого уровня».
Упавшие метеориты смешались с земной мантией в ходе гигантских конвекционных процессов. Задачей-максимум на будущее является выяснение продолжительности этого перемешивания. Впоследствии геологические процессы сформировали континенты и привели к концентрации драгоценных металлов (а также вольфрама) в залежах руды, которая добывается в наши дни.
Доктор Виллболд продолжает: «Результаты нашей работы показывают, что большая часть драгоценных металлов, на которых основывается наша экономика и многие ключевые производственные процессы, была занесена на нашу планету по счастливой случайности, когда Землю накрыло где-то 20 квинтиллионами тонн астероидного вещества».
Таким образом, мы обязаны своими золотыми запасами настоящему потоку ценных элементов, которые оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной «бомбардировке». Потом в ходе развития Земли в течение последних миллиардов лет золото вступило в круговорот пород, появляясь на ее поверхности и вновь скрываясь в глубинах верхней мантии.
Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.
Слияние нейтронных звезд
И еще мнение другого ученого:
Происхождение золота оставалось до конца невыясненным, поскольку, в отличие от более легких элементов, таких как углерод или железо, оно не может образовываться непосредственно внутри звезды, — признался один из исследователей центра Эдо Бергер.
Ученый пришел к этому выводу, наблюдая за гамма-всплесками — масштабными космическими выбросами радиоактивной энергии, вызванными столкновением двух нейтронных звезд. Гамма-всплеск был замечен космическим аппаратом НАСА Swift и длился всего двух десятых секунды. А после взрыва осталось свечение, которое постепенно исчезало. Свечение же при столкновении таких небесных тел свидетельствует о выбросе большого количества тяжелых элементов, утверждают специалисты. А доказательством того, что после взрыва образовались тяжёлые элементы, можно считать инфракрасный свет в их спектре.
Дело в том, что нейтронно-богатые вещества, выброшенные при коллапсе нейтронных звезд, могут генерировать элементы, претерпевающие радиоактивный распад, при этом испуская свечение преимущественно в инфракрасном диапазоне, — объяснял Бергер. — И мы полагаем, что при гамма-всплеске выбрасывается примерно одна сотая доля материала солнечной массы, в том числе золото. Причем, количество золота, произведенного и выброшенного во время слияния двух нейтронных звезд, может быть сравнимо с массой 10 Лун. А стоимость такого количества драгоценного металла равнялась бы 10 октильонам долларов — это 100 трлн в квадрате .
Для справки, октильон — это миллион септиллионов или миллион в седьмой степени; число, равное 1042 и записываемое в десятичной системе как единица с 42 нулями.
Также сегодня учеными установлен тот факт, что практически все золото (и прочие тяжелые элементы) на Земле — космического происхождения. Золото, оказывается, попало на Землю в результате астероидной бомбардировки, которая произошла в далекие времена после застывания коры нашей планеты.
Практически все тяжелые металлов «утонули» в мантии Земли на самом раннем этапе формирования нашей планеты, именно они образовали твердое металлическое ядро в центре Земли.
Алхимики XX века
Еще в 1940 году американские физики А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета начали облучать нейтронами соседние с золотом элементы – ртуть и платину. И вполне ожидаемо, облучив ртуть, получили изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200. Их отличие от естественного природного Au-197 в том, что изотопы неустойчивы и, испуская бета-лучи, максимум за несколько дней опять превращаются в ртуть с массовыми числами 198,199 и200.
Но все равно это было здорово: впервые человек смог самостоятельно создавать нужные элементы. Вскоре стало понятно, как вообще можно получить настоящее, стабильное золото-197. Это можно сделать, используя только изотоп ртути-196. Этот изотоп достаточно редок – его содержание в обычной ртути с массовым числом 200 составляет около 0,15%. Его надо бомбардировать нейтронами, чтобы получить малоустойчивую ртуть-197, которая, захватив электрон, и превратится в стабильное золото.
Однако расчеты показали, что если взять 50 кг природной ртути, то в ней будет всего 74 грамма ртути-196. Для трансмутации в золото реактор может дать поток нейтронов 10 в 15-й степени нейтронов на кв. см в секунду. С учетом того, что в 74 г ртути-196 содержится около 2,7 на 10 в 23-й степени атомов, для полной трансмутации ртути в золото потребовалось бы четыре с половиной года. Это синтетические золото стоит бесконечно дороже золота из земли. Но это означало, что для образования золота в космосе тоже нужны гигантские потоки нейтронов. И взрыв двух нейтронных звезд как раз все объяснял.
И еще подробности про золото:
Немецкие ученые подсчитали, что для того, чтобы на Землю был занесен присутствующий сегодня объем драгметаллов, понадобились всего 160 металлических астероидов, диаметром около 20км каждый. Специалисты отмечают, что геологический анализ различных благородных металлов показывает, что все они появились на нашей планете примерно в одно и то же время, однако на самой Земле не было и нет условий для их естественного происхождения. Именно это натолкнуло специалистов на космическую теорию появления благородных металлов на планете.
Слово «gold», по мнению лингвистов, произошло от индо-европейского термина «желтый» как отражение наиболее заметной характеристики этого металла. Этот факт находит свое подтверждение в том, что произношение слова «gold» на разных языках похоже, например Gold (по-английски), Gold (по-немецки), Guld (по-датски), Gulden (по-голландски), Gull (по-норвежски), Kulta (по-фински).
Золото в земных недрах
В ядре нашей планеты содержится в 5 раз больше золота, чем во всех остальных породах, доступных для разработки, вместе взятых. Если бы все золото ядра Земли вылилось на поверхность, то покрыло бы всю планету слоем толщиной полметра. Интересно, что в каждом литре воды всех рек, морей и океанов растворено около 0,02 миллиграмма золота.
Определено, что за все время добычи благородного металла из недр было извлечено около 145 тысяч тонн (по данным других источников – около 200 тысяч тонн). Производство золота растет из года в год, но основной рост пришелся на конец 1970-х годов.
Чистота золота определяется различными путями. Carat (в США и Германии пишется «Karat») первоначально был единицей массы на основе семян рожкового дерева «carob tree» (созвучно со словом «карат»), используемого древними торговцами Среднего Востока. Карат сегодня в основном используется при измерении веса драгоценных камней (1 карат = 0,2 грамма). Чистоту золота также можно измерить в каратах. Эта традиция восходит к древним временам, когда карат на Ближнем Востоке стал мерилом чистоты золотых сплавов. Британский карат золота – неметрическая единица оценки содержания золота в сплавах, равная 1/24 массы сплава. Чистое золото соответствует 24 каратам. Чистота золота сегодня измеряется также и понятием химической чистоты, то есть тысячных долях чистого металла в массе сплава. Так, 18 карат – это 18/24 и в пересчете на тысячные доли соответствует 750-й пробе.
Добыча золота
В результате природного концентрирования примерно лишь 0,1% всего золота, содержащегося в земной коре, доступно, хотя бы теоретически, для добычи, однако благодаря тому, что золото встречается в самородном виде, ярко блестит и легко заметно, оно стало первым металлом, с которым познакомился человек. Но природные самородки редки, поэтому самый древний способ добычи редкого металла, основанный на большой плотности золота, – промывание золотоносных песков. «Добыча промывного золота требует только механических средств, а потому немудрено, что золото известно было даже дикарям и в самые древние исторические времена» (Д.И.Менделеев).
Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале XX века 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, добыча которого во многом механизирована, но производство остается трудным, так как часто находится глубоко под землей. В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2-3г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.
Сейчас крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. ЮАР – единственное государство, где золото – главный продукт производства. Там его добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.
В России добыча золота ведется из рудных и россыпных месторождений. О начале его добычи мнения исследователей расходятся. По-видимому, первое отечественное золото было добыто в 1704 году из Нерчинских руд вместе с серебром. В последующие десятилетия на Московском монетном дворе золото выделяли из серебра, которое содержало немного золота в виде примеси (около 0,4%). Так, в 1743-1744гг. «из золота, обретающегося в серебре, выплавленном на Нерчинских заводах», было изготовлено 2820 червонцев с изображением Елизаветы Петровны.
Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 года. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX века были открыты новые месторождения золота в Сибири. Открытие (в 1840-е гг.) Енисейского месторождения вывело Россию на первое место в мире по добыче золота, но еще до этого местные охотники-эвенки делали из золотых самородков пули для охоты. В концу XIX века Россия добывала в год около 40т золота, из них 93% – россыпного. Всего же в России до 1917 год было добыто, по официальным данным, 2754т золота, но по оценкам специалистов – около 3000т, причем максимум пришелся на 1913 год (49т), когда золотой запас достиг 1684т.
С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848г.; Колорадо, 1858г.; Невада, 1859г.), Австралии (1851г.), Южной Африке (1884г.), Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.
Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. В настоящее время доля добычи из россыпей постепенно снижается, составляя к 2007 году немного более 50 тонн. Менее 100 тонн добывается из рудных месторождений. Окончательная переработка золота ведется на аффинажных заводах, ведущим из которых является Красноярский завод цветных металлов. На его долю приходится аффинаж (очистка от примесей, получение металла пробы 99,99%) около 50% добываемого золота и большая часть платины и палладия, добываемых в России.
Золото… Желтый металл, простой химический элемент с атомным номером 79. Предмет вожделения людей во все времена, мерило ценности, символ богатства и власти. Кровавый металл, порождение дьявола. Сколько человеческих жизней было погублено ради обладания этим металлом!? И сколько еще будет погублено?
В отличие от железа или, например, от алюминия, золота на Земле очень мало. За всю свою историю человечество добыло золота столько, сколько оно добывает железа за один день. Но откуда же этот металл появился на Земле?
Считается, что Солнечная система образовалась из остатков взорвавшейся когда-то в глубокой древности сверхновой. В недрах той древней звезды происходил синтез химических элементов тяжелее водорода и гелия. Но в недрах звезд не могут синтезироваться элементы тяжелее железа, и стало быть, золото не могло образоваться в результате термоядерных реакций в звездах. Так, откуда же этот металл вообще появился во Вселенной?
Давайте разбираться...
Для начала интересные факты о золоте
1. В переводе с прото-индо-европейских корней термин «золото» означал «желтый», «зеленый» или, возможно, «яркий».
2. Золото – редкий металл. Каждый час в мире отливается стали больше, чем было добыто золота за всю историю человечества.
3. На Земле залежи золота имеются на всех континентах.
4. Температура плавления золота равна 1064,43 градуса по Цельсию. Этот металл отлично проводит тепло и электричество, никогда не ржавеет.
5. Золото – один из самых ценных металлов. Высокая стоимость золота стала подспорьем для активного развития приисков в разных уголках планеты. Тем не менее, считается, что 80% общих запасов драгоценного металла до сих пор находятся в недрах Земли.
6. 75 процентов от суммарного веса золота, находящегося сегодня в обращении, было добыто после 1910 года.
7. Медицинские исследования начала ХХ века показали, что золото является эффективным средством в лечении ревматоидного артрита.
8. Золото – очень гибкий металл. Из него можно изготавливать швейные нити. Одна унций золота (28,35 грамма) может быть растянута на 80 километров.
9. Несмотря на то, что золото – металл, оно съедобно. В некоторых азиатских странах его добавляли к фруктам, желейным десертам, кофе и чаю. С 1500-х годов сусальное золото начали класть в бутылки с крепкими спиртными напитками (например, в Goldschlager, Danziger Goldwasser). Некоторые индийские племена верили, что употребление золота в пищу дарит способность левитации.
10. Вес одного из самых крупных золотых самородков равнялся 72 кг, его размеры составляли – 31×63,5 см. Обнаружено «сокровище» было Джоном и Ричардом Дисонами в Австралии, 5 февраля 1869 года. Самородку присвоили имя «Здравствуй, незнакомец». Примечательно, что золотой «камень» располагался на глубине пяти сантиметров от поверхности земли.
11. Во время экономического кризиса в марте 2008 года стоимость золота стремительно «взлетела» вверх и превысила 1000 долларов за одну унцию (28,35 грамма). Это был единственный подобный случай за всю историю.
12. В периоды экономического спада инвесторы, как правило, переводят свои активы в золото и серебро. Так, согласно докладу World Gold Council, во второй половине 2008 года спрос на инвестирование в драгоценные металлы резко вырос.
13. Dow/Gold отношение, показывающее сколько золота требуется для приобретения одной акции Dow, является отличным «отображателем» состояния мировой экономики. Так, в начале 2009 года индекс Dow/ Gold снизился до тех же показателей, которые были зафиксированы в 1930-х и 1980-х годы.
14. Золото – химически инертное вещество, поэтому оно никогда не ржавеет и не вызывает раздражения кожи. Если ювелирное изделие из золота вызвало аллергическую реакцию, значит, в сплав добавлен другой металл.
15. Один кубический фут золота (около 27 см3) весит полтонны. Самый крупный золотой слиток весит 200 кг (440 фунтов).
16. В 2005 году Rick Munarriz поинтересовался, что выгоднее для инвестиций: покупка золота или акций Google. Оказалось, что оба «продукта» равноценны на фондовом рынке. К концу 2008 года Google финишировали на отметке $ 307,65, в то время как золото «взлетело» в цене до $866 за унцию.
17. Медали для чемпионов Олимпийских игр были отлиты из золота целиком. В современных медалях золотом покрывается лишь «внешняя оболочка». На это тратится 6 граммов драгоценного металла.
18. Инки называли золото «Слезы Солнца». Считалось, что этот металл – подарок людям от Бога Солнца. Тогда золотые украшения носили чисто эстетическое и религиозное значение, финансовой силы они не имели.
19. Около 1200 лет до нашей эры древние египтяне отсеивали золотую пыль из морского песка с помощью нестриженой овчины. Именно это ремесло, скорее всего, стало источником легенды про «Золотое руно».
20. В древнем Египте золото считали кожей/плотью Богов. В частности, Бога Солнца Ра. По этой причине драгоценный металл был доступен только фараонам, членам их семьи и священнослужителям. Камеры, в которых располагали саркофаг царя, называли «дом золота».
21. В древности крупнейшим добытчиком золота считалась Нубия, о чем свидетельствуют данные с туринского папируса. В то время, как рабы переносили ужасные страдания, добывая золотые самородки и отсеивая золотую пыль от обычной грязи, египетские ювелиры, изготавливающие украшения для знати, пользовались в обществе очень высоким, почти священным положением.
22. Хотя древние евреи имели достаточно золота для создания золотого тельца, скорее всего история о танцах вокруг него, пока Моисей разговаривал с Богом на горе Синай, является выдумкой. Ученые утверждают, что золото в те времена еще никак не было связано с деньгами, и евреям в голову не могло прийти подкупать богов золотым тельцов.
23. В Библии золото упоминается не менее 400 раз. В том числе, присутствуют указание от Бога на покрытие мебели в скинии «чистым золотом». Также этот металл упоминается в качестве одного из даров волхвов.
24. Греки считали, что золото – плотное сочетание воды и солнечного света.
25. В 560 году до н.э. лидийцы выпустили первую в мире золотую монету. Правда, оно была не из чистого золота, а из электрума – сплава золота и серебра. Геродот раскритиковал материализм лидийцев, которые также были первыми, кто открыл розничные магазины. По всему миру использование золотых монет началось после того, как земли лидийцев захватили персы.
26. До того, как золотые монеты вошли в обиход, за товары рассчитывались растительными продуктами, различными видами домашнего скота (чаще всего, рогатого). Строительные работы в древности производились рабами, и с ними расплачиваться деньгами не было необходимости.
27. Химический элемент «AU» с латинского Aurum означает «сияющий свет».
28. Когда гусиный крик предупредил римлян о намерении галлов напасть на храм, в котором хранились все их сокровища, жители Рима в знак благодарности богине Предупреждения (Moneta) построили святилище. Связь между спасенными сбережениями и Moneta переняли в английском языке, связав слова «money» и «mint».
29. В период с 307 по 324 гг. н.э. стоимость одного фунта золота в Риме возросла с 100 000 динариев (римская монета) до 300 000 динариев. К середине четвертого века фунт золота стоил 2 120 000 000 динариев. Вот и наглядный пример безудержной инфляции, который частично можно винить в распаде Римской империи.
30. Проба монет в Англии (общественная проверка качества золота) началась в Англии в 1282 году и продолжается по сей день. Термин «pyx» произошел от самшитовых сундуков, в которых хранятся монеты, качество которых буду проверять. Сегодня монеты проверяют на соответствие диаметра, а также нормативному весу и химическому составу.
31.В четырнадцатом веке расплавленное золото с добавлением дробленых изумрудов использовали для лечения бубонной чумы.
32. В 1511 испанский король Фердинанд высказал легендарную фразу: «Получи золото гуманно, если это возможно – если нет, получи, несмотря ни на какие опасности».
33. И греки, и евреи начали заниматься алхимией в 300-х годов до н.э. Поиски способов превращения неблагородных металлов в золото достигли своего апогея в конце Средних веков и эпохи Возрождения.
34. В 1599 году испанский губернатор обложил племя Jivaro таким большим налогом, что его казнили, залив в горло расплавленное золото. Данный вид казни широко практиковался испанской инквизицией и римлянами.
35. Золотой дукат, введенный в оборот в Венеции в 1284 году, в течение 500 лет оставался самой популярной монетой в мире. Дукат в переводе с латыни означает «князь». Данная монета использовалась во времена Шекспировских Ромео и Джульетты, а также упоминания о ней имеются в пьесе «Венецианский купец» («The Merchant of Venice»). О золотых дукатах в одной из своих композиций («I Ain’t the One») поет рэппер Ice Cube и о них же упоминается в научно-фантастическом фильме «Вавилон-5», как о денежной гонке центавриан.
36. Первоначально монетный двор США выпускал монеты из чистого золота номиналом $ 2.50, $ 10 и $ 15. Прекратили чеканку драгоценных монет в 1933 году, с приходом Великой Депрессии.
37. Команда по американскому футболу «49ers» была названа по имени золотоискателей, прибывших в 1849 году, в период «золотой лихорадки», в Северную Калифорнию.
38. Золото и меди – первые металлы, обнаруженные людьми (первая находка, предположительно, произошла 5000 лет до н.э.).
39. Стоимость золота является определяющей для большинства многих мировых валют. После Второй мировой войны США запустили Бреттон-Вудской систему, в рамках которой стоимость одного американского доллара составляла 1,35 тройской унции золота (1 унция = 888,671 мг). Система была официально закрыта в 1971 году, когда запасов золота стало недостаточно для покрытия стоимость бумажных денег, находящихся в обороте.
40. Крупнейшие запасы золота находятся в хранилище Федерального резервного банка Нью-Йорка – здесь находится более 500 000 золотых слитков (25% мировых запасов). В банке находится больше золота, чем в форте Нокс (Fort Knox), большая часть сокровищ принадлежит иностранным правительствам.
41. Термин «тройская унция» золота произошел от названия французского города Труа, в котором была создана первая в мире система весов для драгоценных металлов и камней. Одна тройская унция равна весу 480 зерен (одно зернышко весит ровно 64,79892 мг).
42. Золотой стандарт был отменен, и на его место пришел стандарт валютный, принятый правительством большинства стран – fiat, или декретные деньги. Президенты США Томас Джефферсон и Эндрю Джексон решительно выступали против данного декрета, так как были согласны с мнением большинства экономистов, убежденных, что fiat увеличивает цикличность спадов и подъемов уровня инфляции.
43. Глубина шахт южно-африканских шахт, в которых ведется добыча золота, достигает 3,6 км, а температура воздуха там – 54 градусов по Цельсию. Для производства одной унции золота требуется 38 человеко-часов работы, 140 литров воды, наличие химических веществ (кислот, цианида, свинца, буры, извести), электричества в количестве, достаточно для снабжения жилого дома в течение 10 дней. Для излечения из недр Африки годового объема золота, добываемого на материке (около 500 тонн), требуется поднять на поверхность земли и пересеять более 700 миллионов тонн грунта.
44. На протяжении всей истории золотодобычи из земли было изъято около 142 000 тонн золота. Если принять стоимость золота равной 1000 долларов за унцию, суммарная стоимость металла составит примерно 4,5 триллиона долларов. В одних только Соединенных Штатах, в обороте и на депозитах находится около 7,6 триллиона долларов, поэтому возвращение к золотому стандарту невозможно. Хотя большинство специалистов уверены, что возвращение к использованию золотых монет нереально, есть либертарианцы и объективисты уверены, что введение в силу золотого стандарта могло бы ослабить инфляционные риски и ограничить влияние правительства.
45. Первый официально зарегистрированный золотой самородок был добыт в Соединенных Штатах Америки, в Кабаррю штата Северная Каролина. Вес его составлял 17 фунтов (7,7 кг). Именно Северная Каролина стала местом зарождения «золотой лихорадки». После того, как здесь обнаружили второй самородок в 1803 году.
46. В 1848 году во время строительства лесопилки для Джоджа Саттера вблизи Сакраменто Джон Маршал обнаружил в земле хлопья золота. Это открытие вызвало «золотую лихорадку» в американском Западе, и привело в его активному заселению.
47. В 1933 году Франклин Рузвельт подписал исполнительный приказ 6102, запрещающий накопление золота американскими гражданами. Ослушавшиеся карались штрафом в размере 10 000 долларов или 10-ю годами тюремного заключения. Под действие данного указа не попали ювелиры, дантисты, электрики и другие «промышленные» работники.
48. Крошечные крупинки золота используются корпорацией Amersham штата Иллинойс для определения функций специфических белков и лечения различных заболеваний.
49. Чистота золота определяется в каратах. Термин «карат» произошел от семян рожкового дерева, которые используются в странах Ближнего Востока для взвешивания. Караты – бобовые плоды, каждый стручок рожкового дерева весит 1/5 г (200 мг).
50. Вес золота в каратах может составлять 10, 12, 14, 18, 22 или 24. Чем больше этот показатель, тем выше качество золота. «Чистое золото» считается с минимальным весом в 10 карат. «Чистейшее золото» – 24 карата, однако и в нем содержится небольшое количество меди. Чистое золото настолько мягкое и пластичное, что его можно формовать вручную.
Похоже, астрономы теперь могут ответить на этот вопрос. Золото не может рождаться в недрах звезд. Но оно может образоваться в результате грандиозных космических катастроф, которые ученые буднично называют гамма-всплесками (ГВ).
Астрономы пристально наблюдали за одним из таких гамма-всплесков. Данные наблюдений дают достаточно серьезные основания считать, что эта мощная вспышка гамма-излучения произведена столкновением двух нейтронных звезд – мертвых ядер звезд, погибших в сверхновом взрыве. Кроме того, уникальное свечение, сохранявшееся на месте ГВ в течение нескольких дней, указывает на то, что во время этой катастрофы образовалось значительное количество тяжелых элементов, в том числе – золото.
«По нашим оценкам, количество золота, образовавшегося и выброшенного в пространство во время слияния двух нейтронных звезд, может сотавить более 10 лунных масс»,– сказал ведущий автор исследования Эдо Бергер из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (CfA) во время пресс-конференции CfA в Кембридже, штат Массачусетс.
Гамма-всплеск (ГВ) – это вспышка гамма-излучения от чрезвычайно энергичного взрыва. Большинство ГВ обнаруживаются в очень отдаленных областях Вселенной. Бергер и его коллеги изучали объект GRB 130603B, находящийся на расстоянии 3,9 миллиардов световых лет. Это один из самых близких ГВ из замеченных до настоящего времени.
ГВ бывают двух видов – длинные и короткие, в зависимости от того, сколько длится вспышка гамма-лучей. Длительность вспышки GRB 130603B, зафиксированной спутником НАСА «Свифт», составила менее двух десятых секунды.
Хотя само гамма-излучение исчезло быстро, GRB 130603B продолжал светить в инфракрасных лучах. Яркость и поведение этого света не соответствовали типичному послесвечению, которое возникает при бомбардировке ускоренными частицами окружающего вещества. Свечение GRB 130603B вело себя так, как будто оно исходит из распадающихся радиоактивных элементов. Вещество, богатое нейтронами, выброшенное при столкновении нейтронных звезд, может превратиться в тяжелые радиоактивные элементы. Радиоактивный распад таких элементов порождает инфракрасное излучение, характерное для GRB 130603B. Именно это и наблюдали астрономы.
По вычислениям группы, во время взрыва было выброшено вещества с массой около одной сотой солнечной. И часть этого вещества была золотой. Примерно оценив количество золота, образовавшегося во время этого ГВ, и число таких взрывов, произошедших за всю историю Вселенной, астрономы пришли к предположению, что все золото во Вселенной, в том числе и на Земле, возможно, было образовано во время таких гамма-всплесков.
Вот еще одна интересная, но ужасно спорная версия:
В процессе формирования Земли расплавленное железо спускалось вниз к её центру, чтобы составить её ядро, увлекая с собой большинство драгоценных металлов планеты, таких как золото и платина. Вообще, драгметаллов в ядре хватит на то, чтобы покрыть их слоем четырёхметровой толщины всю поверхность Земли.
Перемещение золота в ядро должно было лишить внешнюю часть Земли этого сокровища. Однако распространённость благородных металлов в силикатной мантии Земли превышает расчётные величины в десятки и тысячи раз. Уже обсуждалась идея о том, что это свалившееся на голову сверхизобилие имеет своей причиной катастрофический метеоритный ливень, который настиг Землю после образования её ядра. Вся масса метеоритного золота, таким образом, вошла в мантию обособленно и не пропала глубоко внутри.
Для проверки этой теории доктор Маттиас Виллболд и профессор Тим Эллиот из Бристольской изотопной группы Школы наук о Земле подвергли анализу собранные в Гренландии профессором Оксфордского университета Стивеном Мурбатом породы, возраст которых насчитывает около 4 миллиардов лет. Эти древние камни дают уникальную картину состава нашей планеты вскоре после формирования ядра, но до предполагаемой метеоритной бомбардировки.
Затем ученые начали исследовать содержание вольфрама-182 и в метеоритах, которые называют хондритами, – это один из главных строительных материалов твердой части Солнечной системы. На Земле нестабильный гафний-182 распадается cобразованием вольфрама-182. А вот в космосе из-за космических лучей этот процесс не происходит. В результате стало ясно, что образцы древних горных пород содержат на 13% больше вольфрама-182 по сравнению с более молодыми горными породами. Это дает геологам основание утверждать, что когда Земля уже имела твердую кору, на нее обрушилось около 1 миллиона триллионов (10 в 18-й степени) тонн астероидного и метеоритного вещества, которое имело более низкое содержаниевольфрама-182, но при этом гораздо большее, чем в земной коре, содержание тяжелых элементов, в частности золота.
Будучи весьма редким элементом (на килограмм породы приходится всего около 0,1 миллиграмма вольфрама), подобно золоту и другим драгоценным металлам он должен был войти в ядро в момент его формирования. Как и большинство других элементов, вольфрам подразделяется на несколько изотопов – атомов со сходными химическими свойствами, но слегка различающимися массами. По изотопам можно с уверенностью судить о происхождении вещества, а смешивание метеоритов с Землей должно было оставить характерные следы в составе её изотопов вольфрама.
Доктор Виллболд заметил в современной породе сокращение количества изотопа вольфрама-182 на 15 миллионных долей по сравнению с гренландской.
Это небольшое, но многозначительное изменение превосходно согласуется с тем, что и требовалось доказать – что избыток доступного золота на Земле является положительным побочным эффектом метеоритной бомбардировки.
Доктор Виллболд говорит: «Извлечение вольфрама из каменных образцов и анализ с необходимой точностью его изотопного состава были крайне сложной задачей, принимая во внимание небольшое количество имеющегося в камнях вольфрама. Фактически, мы стали первой в мире лабораторией, которая успешно выполнила измерения такого уровня».
Упавшие метеориты смешались с земной мантией в ходе гигантских конвекционных процессов. Задачей-максимум на будущее является выяснение продолжительности этого перемешивания. Впоследствии геологические процессы сформировали континенты и привели к концентрации драгоценных металлов (а также вольфрама) в залежах руды, которая добывается в наши дни.
Доктор Виллболд продолжает: «Результаты нашей работы показывают, что большая часть драгоценных металлов, на которых основывается наша экономика и многие ключевые производственные процессы, была занесена на нашу планету по счастливой случайности, когда Землю накрыло где-то 20 квинтиллионами тонн астероидного вещества».
Таким образом, мы обязаны своими золотыми запасами настоящему потоку ценных элементов, которые оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной «бомбардировке». Потом в ходе развития Земли в течение последних миллиардов лет золото вступило в круговорот пород, появляясь на ее поверхности и вновь скрываясь в глубинах верхней мантии.
Но теперь ему путь к ядру закрыт, и большое количество этого золота просто обречено оказаться в наших руках.
Слияние нейтронных звезд
И еще мнение другого ученого:
Происхождение золота оставалось до конца невыясненным, поскольку, в отличие от более легких элементов, таких как углерод или железо, оно не может образовываться непосредственно внутри звезды, - признался один из исследователей центра Эдо Бергер.
Ученый пришел к этому выводу, наблюдая за гамма-всплесками - масштабными космическими выбросами радиоактивной энергии, вызванными столкновением двух нейтронных звезд. Гамма-всплеск был замечен космическим аппаратом НАСА Swift и длился всего двух десятых секунды. А после взрыва осталось свечение, которое постепенно исчезало. Свечение же при столкновении таких небесных тел свидетельствует о выбросе большого количества тяжелых элементов, утверждают специалисты. А доказательством того, что после взрыва образовались тяжёлые элементы, можно считать инфракрасный свет в их спектре.
Дело в том, что нейтронно-богатые вещества, выброшенные при коллапсе нейтронных звезд, могут генерировать элементы, претерпевающие радиоактивный распад, при этом испуская свечение преимущественно в инфракрасном диапазоне, - объяснял Бергер. - И мы полагаем, что при гамма-всплеске выбрасывается примерно одна сотая доля материала солнечной массы, в том числе золото. Причем, количество золота, произведенного и выброшенного во время слияния двух нейтронных звезд, может быть сравнимо с массой 10 Лун. А стоимость такого количества драгоценного металла равнялась бы 10 октильонам долларов - это 100 трлн в квадрате .
Для справки, октильон - это миллион септиллионов или миллион в седьмой степени; число, равное 1042 и записываемое в десятичной системе как единица с 42 нулями.
Также сегодня учеными установлен тот факт, что практически все золото (и прочие тяжелые элементы) на Земле - космического происхождения. Золото, оказывается, попало на Землю в результате астероидной бомбардировки, которая произошла в далекие времена после застывания коры нашей планеты.
Практически все тяжелые металлов «утонули» в мантии Земли на самом раннем этапе формирования нашей планеты, именно они образовали твердое металлическое ядро в центре Земли.
Алхимики XX века
Еще в 1940 году американские физики А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета начали облучать нейтронами соседние с золотом элементы – ртуть и платину. И вполне ожидаемо, облучив ртуть, получили изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200. Их отличие от естественного природного Au-197 в том, что изотопы неустойчивы и, испуская бета-лучи, максимум за несколько дней опять превращаются в ртуть с массовыми числами 198,199 и200.
Но все равно это было здорово: впервые человек смог самостоятельно создавать нужные элементы. Вскоре стало понятно, как вообще можно получить настоящее, стабильное золото-197. Это можно сделать, используя только изотоп ртути-196. Этот изотоп достаточно редок – его содержание в обычной ртути с массовым числом 200 составляет около 0,15%. Его надо бомбардировать нейтронами, чтобы получить малоустойчивую ртуть-197, которая, захватив электрон, и превратится в стабильное золото.
Однако расчеты показали, что если взять 50 кг природной ртути, то в ней будет всего 74 грамма ртути-196. Для трансмутации в золото реактор может дать поток нейтронов 10 в 15-й степени нейтронов на кв. см в секунду. С учетом того, что в 74 г ртути-196 содержится около 2,7 на 10 в 23-й степени атомов, для полной трансмутации ртути в золото потребовалось бы четыре с половиной года. Это синтетические золото стоит бесконечно дороже золота из земли. Но это означало, что для образования золота в космосе тоже нужны гигантские потоки нейтронов. И взрыв двух нейтронных звезд как раз все объяснял.
И еще подробности про золото:
Немецкие ученые подсчитали, что для того, чтобы на Землю был занесен присутствующий сегодня объем драгметаллов, понадобились всего 160 металлических астероидов, диаметром около 20км каждый. Специалисты отмечают, что геологический анализ различных благородных металлов показывает, что все они появились на нашей планете примерно в одно и то же время, однако на самой Земле не было и нет условий для их естественного происхождения. Именно это натолкнуло специалистов на космическую теорию появления благородных металлов на планете.
Слово «gold», по мнению лингвистов, произошло от индо-европейского термина «желтый» как отражение наиболее заметной характеристики этого металла. Этот факт находит свое подтверждение в том, что произношение слова «gold» на разных языках похоже, например Gold (по-английски), Gold (по-немецки), Guld (по-датски), Gulden (по-голландски), Gull (по-норвежски), Kulta (по-фински).
Золото в земных недрах
В ядре нашей планеты содержится в 5 раз больше золота, чем во всех остальных породах, доступных для разработки, вместе взятых. Если бы все золото ядра Земли вылилось на поверхность, то покрыло бы всю планету слоем толщиной полметра. Интересно, что в каждом литре воды всех рек, морей и океанов растворено около 0,02 миллиграмма золота.
Определено, что за все время добычи благородного металла из недр было извлечено около 145 тысяч тонн (по данным других источников – около 200 тысяч тонн). Производство золота растет из года в год, но основной рост пришелся на конец 1970-х годов.
Чистота золота определяется различными путями. Carat (в США и Германии пишется «Karat») первоначально был единицей массы на основе семян рожкового дерева «carob tree» (созвучно со словом «карат»), используемого древними торговцами Среднего Востока. Карат сегодня в основном используется при измерении веса драгоценных камней (1 карат = 0,2 грамма). Чистоту золота также можно измерить в каратах. Эта традиция восходит к древним временам, когда карат на Ближнем Востоке стал мерилом чистоты золотых сплавов. Британский карат золота – неметрическая единица оценки содержания золота в сплавах, равная 1/24 массы сплава. Чистое золото соответствует 24 каратам. Чистота золота сегодня измеряется также и понятием химической чистоты, то есть тысячных долях чистого металла в массе сплава. Так, 18 карат – это 18/24 и в пересчете на тысячные доли соответствует 750-й пробе.
Добыча золота
В результате природного концентрирования примерно лишь 0,1% всего золота, содержащегося в земной коре, доступно, хотя бы теоретически, для добычи, однако благодаря тому, что золото встречается в самородном виде, ярко блестит и легко заметно, оно стало первым металлом, с которым познакомился человек. Но природные самородки редки, поэтому самый древний способ добычи редкого металла, основанный на большой плотности золота, – промывание золотоносных песков. «Добыча промывного золота требует только механических средств, а потому немудрено, что золото известно было даже дикарям и в самые древние исторические времена» (Д.И.Менделеев).
Но богатых золотых россыпей почти не осталось, и уже в начале XX века 90% всего золота добывали из руд. Сейчас многие золотые россыпи практически исчерпаны, поэтому добывают, в основном, рудное золото, добыча которого во многом механизирована, но производство остается трудным, так как часто находится глубоко под землей. В последние десятилетия постоянно росла доля более рентабельных открытых разработок. Месторождение экономически выгодно разрабатывать, если в тонне руды содержится всего 2-3г золота, а при содержании более 10 г/т оно считается богатым. Существенно, что затраты на поиск и разведку новых золотых месторождений составляют от 50 до 80% всех затрат на геологоразведочные работы.
Сейчас крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. ЮАР – единственное государство, где золото – главный продукт производства. Там его добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.
В России добыча золота ведется из рудных и россыпных месторождений. О начале его добычи мнения исследователей расходятся. По-видимому, первое отечественное золото было добыто в 1704 году из Нерчинских руд вместе с серебром. В последующие десятилетия на Московском монетном дворе золото выделяли из серебра, которое содержало немного золота в виде примеси (около 0,4%). Так, в 1743-1744гг. «из золота, обретающегося в серебре, выплавленном на Нерчинских заводах», было изготовлено 2820 червонцев с изображением Елизаветы Петровны.
Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 года. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX века были открыты новые месторождения золота в Сибири. Открытие (в 1840-е гг.) Енисейского месторождения вывело Россию на первое место в мире по добыче золота, но еще до этого местные охотники-эвенки делали из золотых самородков пули для охоты. В концу XIX века Россия добывала в год около 40т золота, из них 93% – россыпного. Всего же в России до 1917 год было добыто, по официальным данным, 2754т золота, но по оценкам специалистов – около 3000т, причем максимум пришелся на 1913 год (49т), когда золотой запас достиг 1684т.
С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848г.; Колорадо, 1858г.; Невада, 1859г.), Австралии (1851г.), Южной Африке (1884г.), Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.
Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. В настоящее время доля добычи из россыпей постепенно снижается, составляя к 2007 году немного более 50 тонн. Менее 100 тонн добывается из рудных месторождений. Окончательная переработка золота ведется на аффинажных заводах, ведущим из которых является Красноярский завод цветных металлов. На его долю приходится аффинаж (очистка от примесей, получение металла пробы 99,99%) около 50% добываемого золота и большая часть платины и палладия, добываемых в России.
Производство золота в России в среднем составляет около 170 тонн в год: 150 тонн добывается из золотых месторождений и приблизительно 20 тонн – попутное и вторичное производство. Себестоимость производства одной унции колеблется в широких пределах, сильно зависит от качества запасов, вида добычи, способа переработки и составляет ориентировочно 150-550 долл. за унцию.