Or est un élément chimique facilement reconnaissable à sa couleur jaune métallique. Il est précieux en raison de sa rareté, de sa résistance à la corrosion, de sa conductivité électrique, de sa malléabilité, de sa ductilité et de sa beauté. Si vous demandez aux gens d'où vient l'or, la plupart diront que vous l'obtenez dans une mine, cherchez des flocons dans un ruisseau ou extrayez-le de l'eau de mer. Cependant, la véritable origine de l'élément est antérieure à la formation de la Terre.
Points clés: comment se forme l'or?
- Les scientifiques croient que tout l'or sur Terre s'est formé dans les supernovae et les collisions d'étoiles à neutrons qui se sont produites avant la formation du système solaire. Dans ces événements, de l'or s'est formé au cours du processus r.
- L'or a coulé au cœur de la Terre pendant la formation de la planète. Il n'est accessible qu'aujourd'hui en raison du bombardement d'astéroïdes.
- Théoriquement, il est possible de former de l'or par les processus nucléaires de fusion, de fission et de désintégration radioactive. Il est plus facile pour les scientifiques de transmuter l'or en bombardant l'élément mercure le plus lourd et en produisant de l'or par désintégration.
- L'or ne peut pas être produit par la chimie ou l'alchimie. Les réactions chimiques ne peuvent pas changer le nombre de protons dans un atome. Le numéro de proton ou le numéro atomique définit l'identité d'un élément.
Formation d'or naturel
Tandis que la fusion nucléaire au sein du Soleil fait de nombreux éléments, le Soleil ne peut pas synthétiser l'or. L'énergie considérable requise pour fabriquer de l'or ne se produit que lorsque les étoiles explosent dans un supernova ou lorsque les étoiles à neutrons entrent en collision. Dans ces conditions extrêmes, des éléments lourds se forment via le processus de capture rapide de neutrons ou r-processus.
Où se trouve l'or?
Tout l'or trouvé sur Terre provenait des débris d'étoiles mortes. Lorsque la Terre s'est formée, des éléments lourds tels que le fer et l'or a coulé vers le noyau de la planète. Si aucun autre événement ne s'était produit, il n'y aurait pas d'or dans la croûte terrestre. Mais, il y a environ 4 milliards d'années, la Terre a été bombardée par des impacts d'astéroïdes. Ces impacts ont remué les couches profondes de la planète et forcé de l'or dans la manteau et croûte.
De l'or peut être trouvé dans les minerais rocheux. Il se produit sous forme de flocons, élément natif pur, et avec de l'argent dans l'alliage naturel electrum. L'érosion libère l'or des autres minéraux. L'or étant lourd, il coule et s'accumule dans les lits des cours d'eau, les dépôts alluviaux et l'océan.
Les tremblements de terre jouent un rôle important, car une faille en mouvement décompresse rapidement l'eau riche en minéraux. Lorsque l'eau se vaporise, veines de quartz et dépôt d'or sur les surfaces rocheuses. Un processus similaire se produit dans les volcans.
Quelle quantité d'or dans le monde?
La quantité d'or extraite de la Terre est une infime fraction de sa masse totale. En 2016, le United States Geological Survey (USGS) a estimé que 5726000000 onces troy ou 196320 tonnes américaines avaient été produites depuis l'aube de la civilisation. Environ 85% de cet or reste en circulation. Parce que l'or est si dense (19,32 grammes par centimètre cube), il ne prend pas beaucoup de place pour sa masse. En fait, si vous fondiez tout l'or extrait à ce jour, vous vous retrouveriez avec un cube d'environ 60 pieds de diamètre!
Néanmoins, l'or représente quelques parties par milliard de la masse de la croûte terrestre. Bien qu'il ne soit pas économiquement faisable d'extraire beaucoup d'or, il y a environ 1 million de tonnes d'or dans le kilomètre supérieur de la surface de la Terre. L'abondance d'or dans le manteau et le noyau est inconnue, mais elle dépasse largement la quantité dans la croûte.
Synthétiser l'élément Gold
Tentatives par alchimistes transformer le plomb (ou d'autres éléments) en or n'a pas réussi car aucune réaction chimique ne peut transformer un élément en un autre. Les réactions chimiques impliquent un transfert d'électrons entre les éléments, ce qui peut produire différents ions d'un élément, mais le nombre de protons dans le noyau d'un atome est ce qui définit son élément. Tous les atomes d'or contiennent 79 protons, donc le nombre atomique d'or est de 79.
Faire de l'or n'est pas aussi simple que d'ajouter ou de soustraire directement des protons d'autres éléments. La méthode la plus courante pour changer un élément en un autre (transmutation) consiste à ajouter neutrons à un autre élément. Les neutrons modifient l'isotope d'un élément, rendant potentiellement les atomes suffisamment instables pour se séparer par désintégration radioactive.
Le physicien japonais Hantaro Nagaoka a synthétisé pour la première fois de l'or en bombardant du mercure avec des neutrons en 1924. Bien que la transmutation du mercure en or soit plus facile, l'or peut être fabriqué à partir d'autres éléments, même du plomb! Des scientifiques soviétiques ont accidentellement transformé le blindage en plomb d'un réacteur nucléaire en or en 1972 et Glenn Seabord a transmuté une trace de or de plomb en 1980.
Les explosions d'armes thermonucléaires produisent des captures de neutrons similaires au processus r dans les étoiles. Bien que de tels événements ne soient pas un moyen pratique de synthétiser l'or, les essais nucléaires ont conduit à la découverte des éléments lourds einsteinium (numéro atomique 99) et fermium (numéro atomique 100).
Sources
- McHugh, J. B. (1988). "Concentration d'or dans les eaux naturelles". Journal of Geochemical Exploration. 30 (1–3): 85–94. est ce que je:10.1016/0375-6742(88)90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Philip A.; Fowler, William A.; Clayton, Donald D. (1965). "Nucléosynthèse des éléments lourds par capture de neutrons". The Astrophysical Journal Supplement Series. 11: 121. est ce que je:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). "Transmutation de Mercure par des Neutrons Rapides". Examen physique. 60 (7): 473–479. est ce que je:10.1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "La composition isotopique du tungstène du manteau terrestre avant le bombardement terminal". La nature. 477 (7363): 195–8. doi: 10.1038 / nature10399