新奥门特免费资料大全今天的图片,双创科普 | 人均黄金储藏量9000吨,为什么它还是那么珍贵?

幻想旅程2024-10-08科技8

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审核专家:孙亚飞

清华大学化学博士


黄金,在年轻人眼中常常是理财产品的代表,在老一辈看来,也象征着财富。全世界每年的黄金产量只有3000吨,到现在人们依然会选择黄金作为抵御金融危机的有效储蓄。


实际上,地球上的黄金总储藏量有65万亿吨,按照人头进行计算,每个人可以分到9000吨黄金

《黄金矿工》游戏,在地层深入挖矿

来源丨网络

在地球黄金如此庞大的储备量下,为什么黄金依然是贵重金属呢?


这就不得不提绝大多数黄金所在的位置。实际上,目前能开采的都是地表金矿,大量的黄金深埋于地壳深处,目前的技术根本无法接触到。管家婆一肖一码必中一肖


所以,现在讨论的这个终极问题就变成——黄金为什么都在那么深的地方?


1

元素的起源
要解决这个问题,首先我们要了解金的原子微观结构:
金的原子排布示意图,周围环绕的是电子
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金原子核外电子受到中心原子核的吸引,因此核外电子数等于质子数,根据元素周期表规律,金的原子序数等于质子数,等于79。这个数据在整体元素周期表中并不小,属于排位比较靠后的元素了。

元素周期表
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另外,按照现有的理论、实验和天文探测来看,所有的元素都有对应的起源天体或天体活动

在宇宙大爆炸发生后没多久,氢和氦就充斥在整个宇宙中占比超过99%,但这只不过是元素周期表最开始的两个元素。到目前为止,元素周期表已扩充到118号。

其他元素又是哪来的呢?
这件事,要从恒星开始说起来。以太阳为例,太阳之所以发光发热,主要依靠恒星内核的核聚变反应,简单来说就是原子核聚在一起,融合成一个更大的原子核,在这个过程中质子数增大,所以就得到了原子序数更大的元素。

至此,宇宙的看似无限的叠加活动就开始了。
恒星先发生氢原子核的核聚变反应,质子数为1 的氢原子结合,1个质子+1个质子=2个质子,生成了原子序数为2的氦原子。
2种氢原子(质子数[红球]相同,中子数[蓝球]不同)核聚变为一个氦原子和一个中子
来源丨见水印
核聚变反应继续持续下去,在生成氦原子后,就可以进行多种随意复杂的加法,比如两个氦原子2+2=4,生成铍原子(原子序数为4),然后一个铍原子和一个氦原子2+4=6,生成了碳原子(原子序数为6)……就这样“滚雪球”一样的,元素在不断加和中诞生。
不同原子组合发生核聚变,生成原子序数更大的元素
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是不是意味着整个元素周期表就造出来了?
当然没有这么简单。

目前已知的恒星反应可以持续到生成铁原子,但是此时恒星几乎没有剩余的核能来支撑自身的重量。
恒星开始向内收缩,随后引发大爆炸
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所以在重力作用下,恒星强烈的收缩,甚至压缩了原子。

围绕着核心的数万亿吨物质,以每小时数万公里的速度向内冲击,与坚硬的核心发生碰撞,产生了巨大的冲击波,最后超新星爆炸。它的爆炸亮度能够比拟一个星系,同时也会诞生原子序数比铁大的元素。
超新星爆炸
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然而,这就完了吗?

超新星的爆炸虽然能产生一定数量的元素,但是铁的原子序数才26,这距离整个元素周期表118号(有部分人工合成元素,但是数量并不多)还相差甚远,所以庞大的元素大军还另有来源。
中子星合并
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在超新星爆炸后,恒星或者变成中子星,或者变成黑洞。中子星的密度非常大,一个汤匙的质量就能达到上亿吨,因此两个中子星相遇后,它们彼此之间的万有引力会非常大,并最后合并在一起。

这股能量导致原子相互之间疯狂碰撞,从而产生像金、铂等原子序数比较大的元素。

2

地球上的金子
说回地球,那么地球上的黄金就是由早期爆炸产生的吗?也并不一定。
吸积作用
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太阳系是从前几代恒星爆炸之后的物质中形成的,地球则是在45亿年前,通过一个持续了数百万年的吸积过程形成。

源源不断的吸积物质释放出的能量产生大量的热,使年轻的地球变成了一团熔化的岩石,而这种流动状态导致较重的元素慢慢下沉到地核于是就构成了地球的金属地核形态
早期地球
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但是如今依然有大量的金元素在地表中被发现,这又是为什么呢?

其实,在地壳冷却、凝固之后的那一段时间里,也就是从42亿年前到38亿年前,陨石重新猛烈的撞击地球,大量的小行星与太阳系内部早期的类地行星发生碰撞,这种“晚期重轰击”,把地球早期失去的大部分矿物质元素重新带回了地球表面。
小行星坠落
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所以简单的说,世界上现有流通的所有黄金,其实都是都来自于40亿年前差点摧毁地球的小行星和恒星。

现在还觉得黄金俗气吗?那可是恒星爆炸后才出现的微尘啊。



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