Hogyan került az arany a világűrbe?


Hogyan került az arany a világűrbe?
Olvasási idő: 4 perc

Az űrbányászatról szóló cikkünkben említettük, hogy egyes aszteroidák és kisbolygók tetemes mennyiséget tartalmazhatnak ebből az emberiség számára igencsak értékes nemesfémből. De vajon, hogy került az oda?

A “hogyan került a világűrbe” kérdés megválaszolásához az univerzum, illetve a Föld keletkezéséig kell visszamennünk. Az arany a természetben, elemi állapotban termésarany és ércásvány formájában lelhető fel. Előbbi jelenti a kisebb rögöket, hintéseket, amelyek oly sok embert bolondítottak meg az aranyláz során és tették őket rendkívül gazdaggá, avagy mérhetetlenül szegénnyé. Utóbbi már a bányásziparral kapcsolatos. A Földön (a természetben) az arany két formában fordul elő. Kőzetekben kialakult dúsulásként, illetve ezek lepusztulása után keletkezett folyóvízi hordalékokban. Az aranytartalmú ércekből (azok a kőzetek, amelyekből egy fém gazdaságosan kinyerhető – a szerk.) kémiai eljárással, például cianidos lúgozással, illetve cink hozzáadásával nyerhető ki a nemesfém.

Amikor az emberiség 2017-ben észlelte két neutroncsillag ütközését, megerősítettünk egy régóta érvényes elméletet. Nevezetesen, hogy ezeknek a hihetetlen robbanásoknak az energetikai tüzében a vasnál nehezebb elemek is „kovácsolódnak”. De ez az elmélet egy mostani kutatás alapján már nem állja meg a helyét. Mivel a neutroncsillagok összeütközése a korai világegyetemtől napjainkig visszavezetve nem gyakori számot mutat, ezért a tudósok inkább szupernóvákat valószínűsítenek a folyamat hátterében.Az úgynevezett magnetorotációs szupernóvák akkor fordulnak elő, amikor egy hatalmas, gyorsan forgó, erős mágneses térrel rendelkező csillag magja összeomlik. Úgy gondolják, hogy ez is elég energikus az r-folyamat lejátszódásához. A néha hipernóvának hívott úgynevezett collapsar szupernóva szintén képes nehéz elemeket előállítani. Ekkor egy 30 naptömeg fölött gyorsan forgó csillag szupernóvává válik, mielőtt összeomlik egy fekete lyukba. Bár ez még ritkább, mint a neutroncsillagok összeütközése.

Az elmúlt évszázadok során számos tudós, alkimista próbálkozott előállítani, aranyat; próbálkozásaikat azonban nem koronázta siker.

Olyan vegyületet vagy anyagot kerestek az alkimisták, ami előhozza egy másik kőzetből az aranyat, ez lett volna a bölcsek köve. Azt találták, hogy sokféle eljárással lehet fémeket és öntvényeket csinálni kőzetekből (ércekből). De csak ennyit, minden más rejtély maradt. Az arany ugyanis az emberiség számára csak két helyről volt megszerezhető: a föld méhéből és a világűrből. A misztérium máig megmaradt, hiszen a pontos létrejöttét ma is homály fedi, csak elméletek léteznek.

Az univerzumban a vasnál nehezebb elemek (arany, ezüst, tórium és urán) létrehozásához gyors neutronbefogási folyamatra vagy r-folyamatra van szükség. Ez pedig csak az igazán energikus robbanásokban játszódhat le. Ezek atomreakciók sorozatát generálják, amelyek során az atommagok neutronokkal ütközve a vasnál nehezebb elemeket szintetizálhatnak. De ennek is nagyon gyorsan kell megtörténnie, hogy a radioaktív bomlásnak ne legyen ideje bekövetkezni, mielőtt újabb neutronok kerülnek a sejtmagba.

A legelfogadottabb elmélet szerint az arany kialakulása az univerzum kialakulásával vette kezdetét.

A Nagy Bumm után létrejött a három legkönnyebb elem: a hidrogén, a hélium és lítium. Körülbelül 500 millió évvel ezután, a csillagok elkezdtek olyan magas hőmérsékleten működni, hogy atommagokat fuzionáltak egybe. Így jött létre többek között a vas. Bár a vas a maga 26 protonjával és 30 neutronjával tekintélyes elem, az arany háromszor ekkora. Mára már tudjuk, hogy ennél, tehát jóval több energiára van szükség az arany előállításához.

Forrás: NASA

Itt jönnek a képbe a másik csillagok, a szupernóvák. A szupernóvák egy csillag kései életciklusában jönnek létre, amikor a csillag gravitációs mezeje magába roskad, amit hatalmas robbanás kísér. A hatalmas gravitációs erő protonokat és elektronokat fuzionál, hatalmas mennyiségű neutron kíséretében. A hatalmas hőmérsékleten létrejövő vas, a neutrongazdag környezetben, gyors radioaktív bomlás során, protonokat hasít szét. A protonok és a neutronok száma megemelkedik. Így már elegendő a számuk az arany létrehozásához, amely 79 protonból és 118 neutronból épül fel.

Az aranyat és a többi fémet a robbanás mintegy 300 km/h sebességgel repíti szét a galaxisban. A repülés során az aranyelemek felhőkké állnak össze és az éppen születő bolygók gravitációs mezeje lefékezi, majd bekebelezi őket. A formálódó bolygón létrejövő vas tartalmú olvadékokon az arany megtelepszik. Később, amikor a mag elválik a köpenytől, az arany immár csak a szilikát tartalmú köpenyben tud megmaradni, jórészt foltokban. Ahol az arany jórészt a köpenyben található, ott az szimplán az arany találkozása későbbre datálható a földtörténeti időben. Ez történt a mi bolygónkkal is.

A Földre érkező arany mennyiségét a kutatók évi 1000 tonnára teszik. Magának az arany létrejöttéhez szükséges csillagrobbanásokat pedig 10 000 évente egyszer bekövetkező jelenségnek tartják.

Ebből könnyedén észrevehető, hogy a kialakuláshoz és a földi felhalmozódáshoz, emberi elmével szinte felfoghatatlan időintervallumra volt és van szükség. Bár a bányászott mennyiség más nyersanyagokhoz képest elenyésző, világegyetemi viszonylatban tetemes. Mindeközben ezen mennyiség kevesebb, mint 1 százaléka található a könnyen kibányászható helyeken. Ezt a felszínközeli mennyiséget pedig a meteorok utánpótlása hizlalta.

Jó tudni! Azt is megállapították, hogy a körülbelül nyolc naptömegnél kisebb tömegű csillagok szenet, nitrogént, fluort termelnek. A nyolc naptömegnél nagyobb tömegű csillagok termelik az élethez szükséges oxigén és kalcium nagy részét, valamint a szén és a vas közötti elemek többi részét. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a Föld aranyának és platinájának becsült 0,3 százaléka a 4,6 milliárd évvel ezelőtti neutroncsillag-ütközésre vezethető vissza. Sőt, mivel csak öt éve észlelünk gravitációs hullámokat és az eszközeink, illetve a technikáink javulásával lehet, hogy azt látjuk majd, hogy a neutroncsillagok ütközése sokkal gyakoribb, mint azt gondolnánk.

Plusz azt is meg kell említeni, hogy a kutatók modelljei több ezüstöt és kevesebb aranyat találtak, mint, amit megfigyeltek. Ez arra utal, hogy valamit módosítani kell. Talán a számításokat. Vagy talán a csillagok nukleoszintézisének vannak olyan szempontjai, amelyeket még nem értünk meg.

Pár kutató, fejtegetései során arra jutott, hogy az arany egy része pusztán a bolygó kialakulása során is létrejöhetett. A földi és az űrbéli elméletek közös gyenge pontja, hogy a hatalmas energia létrejöhetett-e a kialakulás egy adott pillanatában, vagy sem. Végső igazolást a különféle égitestek kolonizálása hozhat. Hiszen ezek földrajzi értelemben vett kincsesbányák! A tudománynak egészen biztosan!

Forrás:

ft.com
livescience.com
usmoneyreserve.com
bbc.com
sciencealert.com



Previous Funkcionális retina laboratóriumi körülmények között
Next Magyarország földrajza – Teszteld a tudásod!

No Comment

Leave a reply

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük