Звідки береться золото

Вчені вже давно визначили, що всі легкі елементи аж до заліза синтезуються усередині зірок. Однак довгий час походження більш важких елементів залишалося загадкою. Деякий час тому були висунуті гіпотези, що вони утворюються під час вибуху наднових зірок, проте пізніше моделювання показало, що це малоймовірно. Наразі, нарешті, з'явилося ймовірне пояснення того, де ж вони синтезуються.

Ханс-Томас і його колеги з MPA з нідерландської частини Вільного університету Брюсселя провели ретельне моделювання, на підставі якого було продемонстровано, що атоми золота, платини та інших важких металів синтезуються при злитті нейтронних зірок. Таким чином, шляхом розрахунку достатньо складних гідродинамічних моделей протікання реакцій з урахуванням релятивістських поправок, вдалося показати, що в процесі зближення нейтронних зірок, внаслідок дії жахливих приливних сил, в космос викидаються згустки матерії з масою, яка в кілька разів перевищує масу Юпітера. Розрахунки показали, що в результаті ядерних реакцій, які проходять при охолодженні таких згустків, можуть утворюватися надважкі елементи. Ці елементи, розпадаючись, утворюють просто важкі елементи такі як золото. Надалі ці елементи розносяться по всьому Всесвіті в свою чергу утворюючи нові зірки та планети. Розподіл важких елементів по масам, яке було отримано при розрахунку цієї моделі, добре узгоджується з відомим на даний час масовим складом нашої сонячної системи.

Експериментальне підтвердження освіти золота при зіткненні нейтронних зірок

У 2013-му році було отримано експериментальне підтвердження того, що золото та інші важкі елементи можуть утворюватися при зіткненні нейтронних зірок. У Гарвард-Смітсонівському центрі астрофізики (найбільшої в світі астрофізичної організації) протягом досліджень, проведених під керівництвом професора Едо Бергера, вдалося зафіксувати короткий гамма-спалах, який виник внаслідок зіткнення двох нейтронних зірок, що знаходяться на відстані близько 4-х мільярдів світлових років від Землі. Аналіз випромінювання дозволяє припустити, що протягом зіткнення утворилась значна кількість важких елементів, включаючи золото. Згідно з отриманими оцінками, золота утворилося не дуже багато (за астрономічними мірками) — близько 10 мас Місяця. Зіткнення нейтронних зірок — дуже рідкісне явище, це, почасти, пояснює чому на Землі так мало золота.

Як утворюються родовища золота?

Давно відомо, що золоті жили формуються в мінеральних відкладеннях гарячих рідин, що проходять через глибокі тріщини в земній корі. За новими даними, процес формування жив може протікати практично миттєво — можливо, у кілька десятих часток секунди. Це відбувається уздовж тріщин, які з'єднують основні лінії геологічних розломів, пояснюють Діон Уезерлі з Квінслендського університету (Австралія) і Річард Хенлі з Австралійського національного університету.

Вчені зацікавилися тим, що відбувається з рідиною, що циркулює через тріщини що утворюються. Виявилося, що виникає швидка розгерметизація, тобто в області високого тиску глибоко під землею тиск різко наближається до того, що ми відчуваємо на поверхні. Коли мінералізована вода з температурою близько 390 ° C зазнає такого перепаду тиску, рідина швидко випаровується і мінерали кристалізуються майже миттєво. З часом з навколишніх порід в щілину просочується все більше рідини, і початкове тиск відновлюється. Це не відбувається не відразу, і в проміжку виникає крихітна золота жила. Ось чому породи з відкладеннями золотовмісної кварцу часто оброблені павутиною крихітних золотих жил. У кожній зоні розлому щорічно відбуваються тисячі і сотні тисяч невеликих землетрусів, — зазначає Уезерлі. — За сотні тисяч років крихітні золоті жилки складаються в щось більше. Так, на думку вчених, і з'являються підземні скарби.

Джерела: Max-Planck-Gesellschaft, München, Nature Geoscience, NASA