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Comment l'or est-il formé? Origines et Processus

Comment l'or est-il formé? Origines et Processus


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L'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 d’une mine, que vous cherchez des flocons dans un ruisseau ou que vous extrayez de l’eau de mer. Cependant, la véritable origine de l'élément est antérieure à la formation de la Terre.

Points à retenir: Comment l'or est-il formé?

  • Les scientifiques pensent que tout l'or formé sur Terre s'est formé lors de collisions entre supernovae et étoile à neutrons qui ont eu lieu avant la formation du système solaire. Dans ces événements, l'or s'est formé au cours du processus.
  • L'or a sombré au cœur de la Terre lors de sa formation. Ce n'est accessible qu'aujourd'hui à cause du bombardement d'astéroïdes.
  • Théoriquement, il est possible de former de l'or par les processus nucléaires de fusion, fission et désintégration radioactive. Il est plus facile pour les scientifiques de transmuter l’or en bombardant le mercure, un élément plus lourd, et en produisant de l’or par décomposition.
  • 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

Alors que la fusion nucléaire dans le Soleil crée de nombreux éléments, le Soleil ne peut pas synthétiser de l'or. L'énergie considérable requise pour fabriquer de l'or ne se produit que lorsque les étoiles explosent dans une supernova ou que les étoiles à neutrons entrent en collision. Dans ces conditions extrêmes, des éléments lourds se forment via le processus de capture de neutrons rapide ou le processus r.

Une supernova a assez d’énergie et de neutrons pour synthétiser de l’or. gremlin / Getty Images

Où se trouve l'or?

Tout l'or trouvé sur Terre provenait des débris d'étoiles mortes. Au fur et à mesure que la Terre se formait, des éléments lourds tels que le fer et l'or se sont enfoncés 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 agité les couches les plus profondes de la planète et ont forcé de l'or dans le manteau et la croûte.

De l'or peut être trouvé dans les minerais de roche. Il se présente sous forme de flocons, d’élément natif pur, et avec de l’argent dans l’allum naturel en alliage. L'érosion libère l'or des autres minéraux. Puisque l'or est 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 évolutive décompresse rapidement les eaux riches en minéraux. Lorsque l'eau se vaporise, des veines de quartz et d'or se déposent sur les surfaces rocheuses. Un processus similaire se produit dans les volcans.

Combien d'or est dans le monde?

La quantité d'or extraite de la Terre ne représente qu'une infime fraction de sa masse totale. En 2016, le United States Geological Survey (USGS) estimait à 5 726 000 000 onces troy, soit 196 320 tonnes américaines, 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 soit économiquement impossible d’extraire beaucoup d’or, il ya environ 1 million de tonnes d’or dans le dernier kilomètre 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

Les tentatives des alchimistes de transformer le plomb (ou d’autres éléments) en or ont été infructueuses, car aucune réaction chimique ne peut changer un élément en un autre. Les réactions chimiques impliquent un transfert d'électrons entre des 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, le nombre atomique d'or est donc 79.

Il est possible de transmuter le mercure en or en le rendant instable et en le décomposant. JacobH / Getty Images

Faire de l’or n’est pas aussi simple que d’ajouter ou de soustraire directement des protons à d’autres éléments. La méthode la plus courante pour changer un élément en un autre (transmutation) consiste à ajouter des neutrons à un autre élément. Les neutrons modifient l'isotope d'un élément, rendant ainsi les atomes suffisamment instables pour se séparer par décroissance radioactive.

Le physicien japonais Hantaro Nagaoka a synthétisé l'or pour la première fois en bombardant le mercure avec des neutrons en 1924. Bien que la transmutation du mercure en or soit la plus facile, l'or peut être fabriqué à partir d'autres éléments, même le 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 d’or au 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 de l'or, les essais nucléaires ont permis de découvrir les éléments lourds einsteinium (numéro atomique 99) et le 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. doi: 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). "La nucléosynthèse d'éléments lourds par capture de neutrons". Série de suppléments au journal astrophysique. 11: 121. doi: 10.1086 / 190111
  • Sherr, R .; Bainbridge, K.T. & Anderson, H.H. (1941). "Transmutation de Mercure par les Neutrons Rapides". Examen physique. 60 (7): 473-479. doi: 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


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