تا به حال به این فکر کرده اید که طلا چگونه به وجود می آید؟ طلا فلزی است که ویژگی های منحصربهفردیی از جمله امکان زنگ زدگی بسیار پایین و درخشندگی بالایی دارد. در ادامه این مطلب از نرخ نیوز بیشتر در مورد اینکه طلا چیست و چگونه به وجود می آید توضیح خواهیم داد.
فهرست مطالب
آیا طلا واقعاً از فضا میآید؟
اولین و البته قدرتمندترین نظریه در مورد پیدایش طلا این است که آیا از فضا آمده؟ شاید برای شما جالب باشد که پاسخ به این سوال یک بله قاطع است. دانشمندان اعتقاد دارند که تقریبا تمام ذخایر طلا در اختیار بشریت از فضا و کیهان به سمت زمین آمده است.
بعد از بیگ بنگ (Big Bang) شاهد این بوده ایم که عناصر سبکی مانند هیدروژن و هلیوم به وجود آمده اند. عناصر سنگین تری مانند اکسیژن و کربن با فرآیند همجوشی در هسته ستاره ها به وجود آمده اند اما هنوز تمام عناصر تکمیل نشده اند.
نکته مهم اینجاست که عنصری مانند طلا که عدد اتمی 79 دارد، برای به وجود آمدن به انرژی بیشتری نیاز دارد. این انرژی به قدری زیاد است که حتی هسته ستاره هم قادر به تامین آن نبوده است، اما روند اینکه طلا چگونه تشکیل میشود به اینجا ختم نمی شود.
فرآیند سنتز هسته ای کیهانی
برای اینکه بدانیم طلا چگونه به وجود می آید باید فرآیندهایی که می توانند انرژی مورد نیازش را تامین کنند، بررسی کنیم. هسته های اتمی برای اینکه بتوانند نوترون های بیشتری را جذب کنند و عناصر سنگینی مانند طلا، پلاتین و… را بسازند پدیده به نام فرآیند جذب سریع نوترون (r-process) لازم است. این فرآیند فقط در دو رویداد زیر اتفاق می افتد؛
- انفجار ابرنواختر (Supernova)
زمانی که ستاره های غول پیکر در پایان عمر خودشان فرو می ریزند، انرژی بسیار مهیبی آزاد می شود. این انرژی و فشار آزاد شده می تواند باعث همجوشی اتم ها و پیدایش عناصری مانند طلا شود. - برخورد ستاره های نوترونی (Kilonova)
دانشمندان اختر فیزیک باتوجه به تحقیقات متعدد به این نتیجه رسیده اند که بخش بسیار زیادی از طلای موجود نتیجه برخورد دو ستاره نوترونی با یکدیگر است. به این فرآیند کیلونووا گفته می شود و در طی آن عناصر گرانبها به بیرون پرتاب می شود.
باران طلا روی زمین نخستین
منظور از زمین نخستین، کره زمینی است که در زمان پیدایش با آن روبه رو بودیم. حدود 4.5 میلیارد سال قبل هنگامی که زمین تشکیل شده بود، تمامی عناصر از جمله طلا به صورت مذاب وجود داشتند. این عناصر به دلیل گرانش زمین، به سمت هسته کره زمین حرکت کردند.
شاید برای شما جالب باشد که مقدار طلای موجود در هسته زمین به قدری زیاد است که اگر استخراج شود و تمامی سطح زمین رو بخواهیم با طلا بپوشانیم، ضخامت این لایه نیم متر خواهد بود. البته که فعلا راهی برای دسترسی به این طلا وجود ندارد.
هنوز یک راه دیگر برای اینکه بدانیم طلا چگونه درست میشود وجود دارد و نباید از دوره ای موسوم به بمباران سنگین متاخر (Late Heavy Bombardment) چشم پوشی کرد. در این دوره میلیون ها شهاب سنگ و سیاره غنی از فلزات به پوسته زمین برخورد کردند.
این فلزات از انفجارهای بین ستاره ای به وجود آمده بودند. طلایی که در حال حاضر در پوسته زمین وجود دارد و استخراج می شود، از این بمباران ها هست. یعنی اگر این بمباران ها نبود، الآن طلا موجود در کره زمین در دسترس نبود.
طلا در طبیعت چگونه به وجود میآید؟
همانطور که در مطالب بالا هم گفتیم، طلا با بارش کیهانی به کره زمین آمد، اما همانطور رها نشد. در ادامه توضیح خواهیم داد که طلا در طبیعت چگونه به وجود می آید. ذرات طلا در ابتدا پراکنده بودند، فرآیندهای مختلف زمین شناسی باعث شدند که این ذرات پراکنده گردآوری شده و به اصطلاح غلیظ شوند.
به طور کلی در طبیعت طلا به دو شکل وجود دارد. نحوه به وجود آمدن هر کدام از این دو شکل با یکدیگر متفاوت است اما خواص طلا در هر دو شکل کاملا مشابه بوده و تفاوتی با یکدیگر ندارند.
ذخایر گرمابی یا هیدرودرمال
درک این روش اصلی ترین راه برای این است که بدانیم طلا چگونه به وجود می آید. در این حالت حرکت سیالات گرمابی مهم ترین علت به وجود آمدن طلا است. آب های زیر زمینی در اعماق زمین تحت تاثیر مواد مذاب اعماق زمین (به این مواد ماگما گفته می شود) تا دمای 200 درجه سانتی گراد داغ می شوند.
این دما گاهی به 400 درجه سانتی گراد هم می رسد. این آب ها که تحت تاثیر دما و گرمای زیادی هستند، باعث می شوند که ذرات طلا از سنگ های اطراف جدا شده و در این محلول حل شوند. حالا این مواد گاهی در حرکات خود به سطح پوسته زمین می رسند.
در این حالت دما و فشار آنها به شدت تغییر خواهد کرد. همین افت فشار و دما باعث تغییر شکل آنها می شود. در این حالت است که طلا از حالت قبلی خود خارج شده و تغییر شکل می دهد و در سنگ های دیگر رسوب می کند. در ادامه بیشتر توضیح خواهیم که سنگ طلا چگونه به وجود می آید و چگونه طلا را از سنگ جدا کنیم.
ذخایر آبرفتی یا پلاسر
این روش روآبی و فرسایش طبیعی است. در بعضی از کوه های کوهستان رگه های طلا وجود دارد. حالا این طلاها زمانی که معرض طوفان، باران، باد و… قرار می گیرند، خرد شده و فرسایش می شوند.
در این اتفاقات طلا در جریان آب رودخانه قرار می گیرد. طلا چگالی بالایی دارد (حدود 19 برابر آب) همین موضوع سبب می شود که ذرات سبک تر مثل ماسه و شن ها حرکت کنند اما ذرات طلا در کف رودخانه ها رسوب خواهند کرد.
احتمالا در فیلم ها و عکس های زیادی که از جویندگان طلا منتشر شده، آنها را الک به دست کنار رودخانه ها دیده اید. جویندگان به دنبال پیدا کردن این طلا های رسوب کرده در کف رودخانه هستند.
سنگ طلا چگونه به وجود میآید؟
احتمالا هنگامی که در مورد سنگ طلا صحبت میکنیم، به طلای خام فکر میکنید و تصورتان یه تکه سنگ بزرگ از جنس طلا است که درخشندگی بالایی دارد. اصلا طلای خام چیست؟ سنگ طلا به چه چیزی گفته میشود؟
طلای خام به طلایی گفته میشود که هیچ آلیاژی در آن وجود ندارد و اگر برایتان جالب است که آلیاژ طلا چیست؟ باید بگوییم به آلیاژهایی میگویند که با طلا ترکیب شده و باعث افزایش مقاومت آن خواهد شد.
سنگ طلا چیست؟
قبل از هر چیزی باید بگوییم تصوری که اکثر آدم ها از سنگ طلا دارند، درست نیست. سنگ طلا را معمولا با چشم غیر مسلح نمیتوان دید. به هر سنگی که درصد بالایی از طلا آن وجود داشته باشد، سنگ طلا میگویند.
نکته مهم اینجاست که مقدار طلای موجود در سنگ طلا باید به اندازهای باشد که استخراج آن صرفه اقتصادی داشته باشد. لازم به ذکر است که استخراج طلا میتواند بر روی قیمت طلای آبشده تاثیر زیادی داشته باشد.
نکته دیگری که حائز اهمیت این است که ذرات طلا معمولا در کنار کانیهای دیگری هم مشاهده میشوند. این کانیها شامل موارد زیر هستند؛
- پیریت
این کانی شباهت بسیار زیادی با طلا دارد و به طلای احمقها هم معروف است. معمولا در سنگ پیرین میتوان ذرات طلا یافت. - کوارتز
رایج ترین سنگی که معرف طلا ست. در کوهستان ها اگر رگه های سفید کوارتز مشاهده شود، معمولا طلا در همان نزدیکی هست. - ارسنوپیریت
کانیهای حاوی ارسینک، گوگرد و مس معمولا ذرات طلا را هم در خود جای دادهاند.
مقایسه ویژگی انواع سنگ طلا
|
نوع سنگ طلا |
نحوه تشکیل | ویژگی ظاهری |
میزان سختی استخراج |
|
سنگ طلای رگهای (Quartz Vein Ore) |
رسوب سیالات داغ در شکاف سنگهای آذرین و دگرگونی | سنگ کوارتز سفید یا خاکستری با رگههای زرد یا سیاه | متوسط |
| سنگ طلای سولفیدی (Refractory Ore) | ترکیب طلا با ساختار کریستالی کانیهای پیریت و آرسنوپیریت | سنگهای تیره رنگ و متراکم فلزی |
بسیار بالا (نیازمند اکسیداسیون حرارتی یا زیستی) |
|
سنگ طلای اکسیدی (Oxidized Ore) |
فرسایش و اکسیداسیون سنگهای سولفیدی نزدیک سطح زمین | سنگهای متخلخل به رنگهای قرمز، قهوهای یا زرد (زنگزده) | آسان (قابلیت لیچینگ با سیانید) |
| سنگهای کارلین (Carlin-type Ore) | رسوب طلا در سنگهای رسوبی آهکی توسط سیالات کمدما | ظاهر سنگ آهک یا شیل معمولی (طلا کاملاً نامرئی است) |
پیچیده و نیازمند تحلیل آزمایشگاهی |
معدن طلا چگونه به وجود میآید؟
در مطالب بالا گفتیم که طلا چگونه به وجود می آید، این موضوع با اینکه بدانیم معدن طلا چگونه به وجود میآید دو مورد متفاوت هستند. برای به وجود آمدن معدن طلا باید در یک منطقه جغرافیایی خاص غلظت طلای موجود در پوسته زمین بسیار زیاد باشد.
این غلظت باید به حدی باشد که ارزش حفاری و استخراج وجود داشته باشد، یعنی طلای کافی به دست آید که این هزینه ها را جبران کند. معمولا در پوسته زمین 0.004 گرم طلا در هر تن سنگ وجود دارد. برای اینکه یک معدن طلا داشته باشیم این مقدار باید به 1 تا 5 گرم طلا در هر تن یا حتی 5 تا 15 گرم در هر تن برسد.
فرآیند 5 مرحله ای به وجود آمدن معدن طلا
برای اینکه یک معدن طلا با غلظت طلای مناسب داشته باشیم، باید این 5 مرحله پشت سر همدیگر انجام شوند. توجه داشته باشید که هر مرحله میتواند سال ها زمان ببرد.
- منبع حرارتی و ماگمایی
در اعماق زمین تودهای از مواد مذاب به سمت بالا حرکت میکند، این مواد به دلیل دمای بالا تمام سیالات و آب های اطراف خود را داغ میکنند. - شستشو و حل کردن طلا
این سیالات داغ حرکت میکنند و ذرات طلا در هر سنگی که اطراف آنها باشد جدا کرده و در خود حل میکنند. - تمرکز در کانال های ساختاری
سیالات حاوی طلا به سمت گسلها حرکت میکنند. اگر هر قسمتی گسلی یا شکافی وجود داشته باشد، این سیالات میتوانند به سمت بالا حرکت کنند. - ته نشینی انبوه
با تغییر شرایط شیمیایی و همچنین تغییر دما شاهد رسوب ذرات طلا هستیم. - حفظ و ماندگاری در طول زمان
این ذرات رسوب شده باید میلیونها سال فرآیندهای فرسایشی و شیمیایی رو پشت سر بگذارند تا در نهایت بتوان آنها را استخراج کرد.
آیا انسان میتواند طلا بسازد؟
رویایی کیمیاگری و ساخت طلا مخصوص امروز و دیروز نیست. این سوال سالها و قرن هاست ذهن بشر را درگیر کرده آیا میتوان طلا ساخت؟ شاید برای شما جالب باشد که جواب بله است. در علم فیزیک ساخت طلا امکانپذیر است ولی یک “اما” بزرگ دارد.
باید به این موضوع اشاره کنیم که در سال 1981 اولین طلای مصنوعی توسط گلن سیبورگ (دانشمند آمریکایی) ساخته شد. عدد اتمی طلا 79 است، برای ساخت طلا باید عدد اتمی نزدیکترین عنصر به آن را تغییر دهیم.
در سال 1981 گلن سیبورگ توانست یکی از ایزوتوپ های جیوه را به طلا تبدیل کند. آن “اما” که در موردش صحبت کردیم دقیقا همین جاست، ساخت طلای مصنوعی توجیه اقتصادی ندارد.
جدول ویژگیهای طلای مصنوعی:
|
ویژگی |
طلای طبیعی (کیهانی) | طلای مصنوعی (هستهای) |
| منشاء اصلی | برخورد ستارههای نوترونی و ابرنواخترها |
شتابدهنده ذرات و راکتورهای هستهای |
|
سن فرآیند |
بیش از ۴.۵ میلیارد سال پیش | چند ثانیه در آزمایشگاه |
| پایداری | کاملاً پایدار (ایزوتوپ Au-197) |
غالباً ناپایدار و رادیواکتیو |
|
توجیه اقتصادی |
بسیار بالا (صنعت معدنکاری) | کاملاً غیر اقتصادی (میلیونها برابر گرانتر از طلا) |
| میزان تولید | حدود ۳۵۰۰ تن در سال |
چند میلیون اتم (غیرقابل وزنکشی) |
در پایان
در نهایت باید بگوییم که طلای موجود در زمین ریشه کیهانی دارد و طی فرآیندی که سال ها به طول انجامیده به وجود آمده است. اینکه بدانیم طلا چگونه به وجود میآید کمک میکند بیشتر در مورد این فلز گرانبها اطلاعات داشته باشیم. ساخت طلای مصنوعی امکانپذیر است اما توجیه اقتصادی ندارد. باتوجه به تمام این موارد پیشنهاد میکنیم بدانید که چه چیزی طلا را خراب میکند و از طلاهای خود بهتر مراقبت کنید.
سوالات متداول
آیا طلای جدیدی در حال تشکیل در کره زمین است؟
بله، فرآیندهای گرمابی و فعالیتهای آتشفشانی در اعماق اقیانوسها و در مناطقی با فعالیتهای تکتونیکی هنوز در حال حل کردن و رسوب دادن طلا هستند. اما سرعت این فرآیندها به قدری کند است (میلیونها سال) که برای مقیاس زمانی زندگی بشر کاملاً بیتأثیر محسوب میشود.
چقدر طلا هنوز در اعماق زمین باقی مانده است؟
برآورد میشود که تاکنون حدود 208 هزار تن طلا در طول تاریخ استخراج شده است. سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS) تخمین میزند که حدود 50 تا 60 هزار تن ذخایر طلای قابل استخراج کشفشده دیگر در معادن جهان باقی مانده است. البته این منهای طلای موجود در اعماق غیرقابل دسترس یا کف اقیانوسهاست.
طلای احمقها چیست و چگونه از طلای واقعی تشخیص داده میشود؟
طلای احمقها همان کانی پیریت (سولفید آهن) است. برای تشخیص آن از طلای واقعی چند راه ساده وجود دارد: پیریت برخلاف طلای نرم و چکشپذیر، سخت و شکننده است و با ضربه چکش خرد میشود. همچنین پیریت اگر روی چینی بدون لعاب کشیده شود خاکی سیاه-سبز برجای میگذارد اما طلای واقعی خط طلایی رنگ باقی میگذارد.
آیا در سایر سیارات منظومه شمسی هم طلا وجود دارد؟
بله! از آنجا که طلا پیش از تشکیل منظومه شمسی در غبار کیهانی وجود داشته، در ساختار تمام سیارات خاکی (مانند مریخ، زهره و عطارد) و همچنین سیارکها وجود دارد.
