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

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

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

Опыт с капающим пеком

Говорят, что стекло медленно «стекает» и за века становится чуть толще в нижней части окна, искажая облик старинных витражей. Насчет стекла это всего лишь легенда, но вот некоторые другие материалы, которые считаются твердыми, действительно текут.

В 1927 г. профессор австралийского Квинслендского университета Томас Парнелл решил продемонстрировать это на примере пека – тяжелого осадка, который остается после перегонки дегтя и применяется, например, для изготовления рубероида. Застывая, эта смолистая масса делается достаточно твердой, чтобы раскалываться при ударе. И тем не менее, она остается жидкостью, хотя и крайне вязкой, а потому способна течь. Только очень-очень медленно.

Расплавив пек на горелке, Томас Парнелл залил его в стеклянную воронку с запаянным горлышком и оставил остывать. В 1930 г. воронку закрепили на штативе, поставили под ней стакан, распечатали горлышко и начали ждать, пока пек медленно стечет вниз. Первая капля упала через восемь с небольшим лет, когда никто не видел.

The University of Queensland — 1979 г.: торжественное падение шестой капли пека

Пек отличается огромной вязкостью – примерно в 250 миллиардов раз выше, чем у воды – поэтому падение случилось неожиданно. Капля годами формировалась у горлышка и постепенно вытягивалась, пока не оторвалась от основной массы в воронке. До последнего момента все происходит, словно в замедленном кино. Очень-очень замедленном.

Капля пека вытягивается годами, и окончательно сорваться может в любой непредсказуемый момент в течение многих месяцев. Неудивительно, что вторую каплю, упавшую в 1947 г., профессор Парнелл тоже не застал. Годом спустя в возрасте 67 лет он скончался, и хранителем эксперимента оказался его ученик и единомышленник Джон Мейнстоун. Долгие годы он скрупулезно фиксировал падение капель, ни разу не увидев это чудное мгновение. А те продолжали появляться с промежутком около восьми лет: 1954-й, 1962, 1970, 1979, 1988. А вот следующей капли пришлось дожидаться целых 12 лет, до ноября 2000-го.

John Mainstone, The University of Queensland — 1990 г.: второй хранитель пека Джон Мейнстоун в ожидании восьмой капли

К этому времени на нее была уже направлена веб-камера, однако подействовал непредвиденный рок, и в нужное время техника не работала из-за внезапного отключения электричества. А ученым пришлось поломать голову над тем, почему восьмая капля падала так долго. Виновником сочли недавний ремонт: после установки кондиционеров воздух помещении стал прохладнее, и вязкость пека слегка понизилась. На это указывают и размеры капли, которая оказалась заметно крупнее предыдущих. Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу должна была следующая, девятая капля.

Как и восьмая капля пека, девятая «созревала» больше 12 лет и выглядела крупнее предыдущих семи. Она медленно стекала, коснувшись опоры раньше, чем оборвался мостик, связывавшей каплю с основной массой пека в воронке. Падением назвать это сложно: фактически, капля лишь резко изменила скорость, замедляя свое течение, когда основная масса ее оказалась внизу. Тем не менее, внимание она привлекла огромное, и больше 31 тыс. любопытных добровольцев следили за трансляцией веб-камер. На сей раз запись удалось сделать: момент резкого изменения скорости был зафиксирован 12 апреля 2014 г. В лаборатории тогда, конечно, никого не было.

К тому времени Мейнстоун уже взял помощника Эндрю Уайта, который готовится стать третьим хранителем пека. Чтобы следующая капля могла упасть полноценно, а не стечь, как предыдущие, он решил поднять воронку повыше. 24 апреля он впервые за много десятилетий стал поднимать стеклянный колпак. Неожиданно оказалось, что тот был приклеен к деревянной опоре, и оторвался с места резко, сотрясая всю экспериментальную установку. Так девятая капля окончательно оторвалась, и сегодня мы живем в ожидании десятой.

Andrew Stephenson, The University of Queensland

Скорее всего, падение десятой капли состоится уже в ближайшие годы. Внимательные наблюдения показывают, что объем ее увеличивается на 19 куб. миллиметров в сутки. Исходя из этого Уайт подсчитал текущую вязкость пека, которая оказалась выше, чем у воды уже только в 30 млрд раз. Возможно, понижение вязкости связано с установкой в лаборатории освещения, которое стало работать круглые сутки, освещая пек для веб-камер и заодно нагревая воздух. Значит, десятая капля упадет быстрее, чем предыдущая – скорее всего, около 2025 г.

Опыт с падающим пеком занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый долгий непрерывный лабораторный эксперимент, а Мейнстоун и Уайт (вместе с покойным Парнеллем) удостоились Шнобелевской премии 2014 г. Ученые полны решимости застать тот самый момент падения десятой капли. Готовятся и энтузиасты со всего мира: за пеком следит веб-камера, к трансляции снова собираются присоединиться десятки тысяч энтузиастов. На этот раз капля вряд ли проскользнет незамеченной для человеческих глаз, – если только вновь не вмешается странный и злой рок, который преследует этот многолетний эксперимент.

Как происходит разработка месторождений

Найти золото очень непросто; его добыча — это целое искусство. Специальных индикаторов, способных точно определить его наличие в породах, не существует. Поэтому при поиске золота требуется тщательное изучение местности, глубокое понимание геологии, наблюдательность, накопленный опыт, знание современных разведывательных способов и, конечно же, интуиция.

Наряду с разведыванием ископаемых территорий особенное внимание требуется обращать на процентное содержание золота в общей массе руды для понимания экономической эффективности разрабатываемого месторождения. Прибыльность будет в полной мере оправдана, если с золотом будут добываться его спутники — другие полезные ископаемыми.

Оценка образовавшихся мировых запасов золота требует глобального подхода. Это взятие различных проб породы, проведение неоднократных расчетов на предмет доходности золотодобычи, выполнение буровых и геологоразведочных работ со значительным размахом.

Вот пример подготовки месторождения к производству:

• первичное разведывание, охватывающее поиск и оценку земель, а также установление очередности передачи их в последующие подготовительные фазы;
• целевое исследование с целью обозначения границ рудника;
• предварительные инженерные работы;
• взятие металлургических проб;
• проведение экономических расчетов и методов вероятного анализа;
• аренда или приобретение земельных участков с ископаемым золотом;
• подготовительные работы по передаче месторождения в промышленную разработку с использованием сложного суперсовременного оборудования.

По окончании завершения разведки и подготовки месторождения к проведению промышленных работ начинается непосредственно строительство предприятия, добывающего золото. Возведение современного золотого рудника может обойтись в полмиллиона долларов с учетом капитальных затрат и численности занятых, количество которых колеблется в пределах 15-20 тысяч человек.

Годовая валовая продукция новообразованного предприятия составляет примерно около 40 тонн металла, что в денежном выражении эквивалентно 500 млн. долларов.

Оксфордский электрический звонок

Тихий звон в коридоре Кларендонской лаборатории в Оксфорде не стихает с 1840 г. Накрытый стеклянной колбой, здесь работает звонок, который был изготовлен еще в 1825, а затем оказался в коллекции электрических устройств, собранной профессором физики Робертом Уолкером. 4-миллиметровый шарик бьется между парой противоположно заряженных металлических колоколов: касаясь одного, он получает часть его заряда и начинает отталкиваться, ударяя в противоположный. Процесс повторяется с частотой 2 Гц и будет продолжаться до тех пор, пока заряды на колоколах полностью не уравновесятся.

Фотография звонка, 2009 год

Самородки металла

Золото в природе встречается в виде самородков. На фото самых известных находок видно, что самородками принято называть большие природные куски драгметалла. Большинство таких невероятных находок было сделано в процессе поиска желтого металла, хотя были и случайные открытия. На сегодняшний день специалисты признают самородком кусок золота, вес которого превышает 5-12 г, а поперечное сечение более половины сантиметра.

Самые известные самородки металла весят несколько десятков килограммов. Наибольшим самородков за всю историю человечества является кусок золота, найденный в 11 веке в южных областях Афганистана. По описанию, дошедшему до наших дней, он должен был весить примерно 2,5 тонны.

Как выглядит самородное золото в природе? Рассмотрите фото известнейших самородков, среди которых можно отметить найденные в Австралии «Плиту Хольтермана» (100 кг), «Желанного незнакомца» (71 кг) и «Блестящего Баркли» (54 кг), «Японца» (71 кг) с острова Хоккайдо. В историю золотодобычи вошли и находки российских месторождений: «Большой треугольник» (36 кг, Урал), «Большой Тыелгинский» (14 кг, Челябинская область), «Золотой великан» (14 кг, Магаданская область), «Поход им. Калинина» (14 кг, Урал), «Апрельский» (12,24 кг, Ленские прииски).

«Плита Хольтермана».

Часы Беверли

Изготовленные новозеландским мастером Артуром Беверли часы продолжают ход с 1864 г., хотя с тех пор их ни разу не заводили. Питают их естественные суточные колебания температуры и влажности. В часы встроен герметичный контейнер с воздухом, который эластично деформируется, автоматически поднимая груз, вращающий колеса часового механизма. Обычного перепада в 3,3 °С достаточно для подъема фунтовой гирьки на дюйм, запасая 13 мДж энергии на следующие сутки.

Работающие на этом принципе часы сегодня можно приобрести и для себя, их изготавливает мануфактура Jaeger-LeCoultre. Ну а те самые Часы Беверли можно увидеть на третьем этаже факультета физики Университета Отаго в Новой Зеландии.

Металлогенические эпохи

Прежде чем рассматривать аурогенические эпохи, посмотрим на эпохи общего металлогенеза (возраст указан в млн лет ):

1. Вендская
   (570-610) [пики близких цирконов: 142, 300, 370, 425, 642]. Затем пауза около 400 млн лет [до конца мезозоя и начала кайнозоя?].
2. Среднерифейская
   (1000-1350) [пики цирконов: 920, 1100, 1250].
3. Раннерифейская
   (1350-1650) [пики цирконов: 1550].
4. Свекофеннская
   (1650-2100): Свекофеннская (
   вепсий
   : 1650-1800) [пики цирконов: 1750].
5. Свекофеннская (калевий
   : 1800-1920) [пики цирконов: 1950].
6. Свекофеннская (людиковий
   : 1920-2100) [пики цирконов: 2130].

У Войтеховской

отмечен ряд золоторудных эпох, среди которых особо выделяется
позднеархейский
(2.9-2.6 млрд. лет назад) [позднелопийская эпоха], представленный месторождениями
Витватерсранда
(ЮАР),
Калгурли
(Зап. Австралия),
Хемло
,
Иеллоунайфа
и отличавшийся широким развитием активных вулканических и поствулканических процессов. Далее следуют максимумы 1.7-1.6 [конец свекофеннской], 0.8, 0.4-0.24 и 0.2-0.01 млрд. лет назад.
Палеозойский
и
мезо-кайнозойский
максимумы означают новую активизацию золоторудного процесса. Причем, периодичность максимумов золотого оруденения приближается к периодичности орогенных окончаний в тектонической истории Земли.

Броадболкский эксперимент

Британский Rothamsted Research – один из старейших агротехнических институтов мира. Он открылся в 1843 г., в качестве экспериментальной станции, на которой сразу был запущен долговременный исследовательский проект. Первоначально здесь, на поле Броадболк проверяли, как разные удобрения влияют на урожайность озимой пшеницы, и собирались завершить работы к 1841-му. Но со временем задача стала намного шире, и до сих пор на том же поле в английском Хертфордшире год за годом выращивают пшеницу, изучая влияние на ее рост самых разных факторов, тестируя новые удобрения и пестициды. Тщательности и долготерпению местных биологов можно позавидовать: так, целый год они потратили, чтобы оценить, как скажется на урожае разное количество червей в почве.

В промышленности

Особые свойства металла дали особое значение его в промышленности. Его используют:

• в транспортной промышленности;
• в энергетической;
• в химической промышленности;
• в телекоммуникациях;
• в нанотехнологиях;
• авиации;
• в космической отрасли.

В медицинских целях золото так же имеет огромное значение. Его используют для стоматологических работ, для омоложения и для лечения некоторых заболеваний, таких как:

• простудные;
• сердечные болезни;
• заболевания нервной системы;
• развитие атеросклероза.

Грантовский обзор

Психологи Гарвардской медицинской школы запустили Grant Study еще в 1938 г. Это лонгитьюдное – то есть, растянутое во времени – исследование, посвященное поиску факторов, определяющих счастье, удовлетворенность и жизненный успех. Ученые отобрали 268 гарвардских студентов и с тех пор время от времени детально их интервьюируют, пытаясь оценить ход жизни с разных сторон. В рамках аналогичного проекта Glueck Study параллельно исследовались и простые жители Бостона, 456 человек, которые не относились к когорте избранных, учащихся в престижном университете.

Собранные данные легли в основу десятков научных статей. Среди прочего, ученые обнаружили, что ключевым фактором, который определяет счастливую жизнь, являются качественные человеческие отношения с семьей, друзьями и соседями. А вот деньги, общественный статус и слава на уровень личного счастья влияют довольно незначительно. Интервьюирование остающихся в живых участников проекта продолжается до сих пор. Место ушедших занимают следующие поколения: в рамках родственного эксперимента G2 психологи следят за жизнью детей и внуков своих первых добровольцев.

Распространенность металла

Золото как химический элемент встречается повсеместно. Мнение о том, что драгметалл можно найти только на территории месторождений неверно. Золото в распыленном состоянии находится в растениях и животных, а также в организме человека. Определить наличие металла в этих случаях можно только особыми аналитическими методами. Золото в природе содержится в водах Мирового океана, его концентрация на тонну воды составляет от 4 до 10 мг. Такой показатель является хорошим, вот только эффективные способы извлечения металла из вод Мирового океана на сегодняшний день отсутствуют.

Среднее содержание желтого металла в коре нашей планеты не превышает одну миллионную долю процента, поэтому порог концентрации золота в основной породе, позволяющий считать некую территорию месторождением, также очень низок. Иногда даже соотношение в четверть грамма драгоценного металла на тонну породы может быть признано выгодным для начала добычи золота в этом месте.

Золотой стандарт: краткий исторический экскурс

Золотой стандарт – это принятая система, согласно которой стоимость денег эквивалентна какому-то количеству золота. Изначально был принят серебряный стандарт. Но впоследствии серебро заменили.

Подобный подход имел множество достоинств:

• долговечность металла и его неизменяемость;
• хорошая делимость;
• высокий уровень стоимости;
• характерные отличия от других металлов.

Один из принципов золотого стандарта – любые деньги можно быстро обменять на золото. Это гарантия отсутствия инфляции.

Впервые данная модель возникла в Англии, в начале 19 века. И фунт долгое время имел статус валюты, признанной во всем мире, – до 1914 года. При проведении Бреттон-Вудской конференции данный стандарт легализовали.

В конце 20 века от этой системы отказалась Америка. А спустя некоторое время стандарт перестал использоваться вообще. Произошло это по нескольким причинам:

1. Сложность перемещения крупных сумм.
2. Сложность осуществления эмиссии.
3. Возможность потерь ресурса.

Поскольку настоящее время характеризуется множеством финансовых кризисов, экономисты предлагали вернуть стандарт. Однако золотые запасы слишком невелики для этого. И не в состоянии обеспечить полноценное денежное обращение.