Wie entsteht Gold?

Einleitung

Gold ist ein faszinierendes Element für die Menschheit – selten, schön und chemisch stabil. Doch wie entsteht es eigentlich? Wie gelangt es aus dem Weltraum in Gestein und Flüsse, wo wir es abbauen können? In diesem Artikel beleuchten wir die Entstehungsprozesse von Gold – von kosmischen Explosionen bis hin zu hydrothermalen Prozessen auf der Erde.

1. Der kosmische Ursprung des Goldes

Nukleosynthese schwerer Elemente

Gold (chemisches Symbol Au, Ordnungszahl 79) ist ein Element, das im Periodensystem der Elemente relativ weit oben steht, oberhalb von Eisen. Die typische Sternenfusion (Wasserstoff → Helium → Kohlenstoff → … → Eisen) liefert nicht mehr genügend Energie, um schwerere Elemente zu erzeugen.

Daher sind für die Bildung von Elementen, die schwerer als Eisen sind – wie Gold –, besondere, extreme Bedingungen erforderlich. Unter diesen Bedingungen müssen die Atomkerne sehr schnell eine große Anzahl von Neutronen einfangen können (sogenannter Neutroneneinfang), bevor es zu radioaktivem Zerfall kommt. Dieser Prozess wird als r-Prozess (schneller Neutroneneinfang) bezeichnet.

Der r-Prozess findet an Orten mit sehr hoher Neutronendichte, -temperatur und -energie statt – typischerweise bei Supernova-Explosionen oder Neutronensternverschmelzungen.

Zum Beispiel:

• Bei einer Supernova-Explosion (Kernkollaps-Supernova) kollabiert der Kern rapide, und die extremen Bedingungen können ein geeignetes Umfeld für den r-Prozess schaffen.

• Die Kombination oder Kollision von Neutronensternen könnte eine noch bedeutendere Goldquelle im Universum darstellen.

Darüber hinaus deuten neuere Studien darauf hin, dass einige aktive Magnetare (eine Art Neutronenstern mit einem extremen Magnetfeld) zur Entstehung schwerer Elemente durch Auswürfe und Explosionen beitragen könnten.

Vereinfacht gesagt entstand Gold in kosmischen Explosionen und verteilte sich anschließend im interstellaren Staub und Gas, aus dem später (während der Entstehung des Sonnensystems) auch die Materialien der Erde entstanden.

2. Wie Gold in die Erdkruste gelangt

Obwohl der größte Teil des Goldes vermutlich während der Planetenentstehung „eingebracht“ wurde, sank es aufgrund seiner sehr hohen Dichte in der frühen Phase der Planetendifferenzierung (als die Erde teilweise geschmolzen war) in Richtung Erdinneres (zum Erdkern). Daher ist das Gold in Oberflächengesteinen sekundär – es stammt nicht ursprünglich aus dem Erdkern und ist in den Gesteinen vorhanden.

Primäres Gold in der Erdkruste wird jedoch durch geologische Prozesse gesammelt:

Hydrothermale Adern

Einer der wichtigsten Prozesse ist die hydrothermale Zirkulation. Heiße, ionenreiche Lösungen (darunter Gold) dringen oft unter Druck in Gesteine ​​ein, füllen Risse und lösen sich bei Veränderungen der Temperatur, des Drucks oder der chemischen Umgebung (z. B. pH-Wert, Schwefelgehalt, Sulfide). Dadurch fällt das Gold aus der Lösung aus und lagert sich zusammen mit Quarz, Pyrit und anderen Mineralien in Adern ab.

Metamorphose und Remobilisierung

In manchen Fällen können Druck, Hitze und Fluide in metamorphen Gesteinen Goldpartikel oder -ionen verdrängen und neue Konzentrationszonen bilden. Reaktive Fluide können Gold aus dispergierten Mineralien „herausziehen“ und es in Adern, Rissen und Vertiefungen anreichern. Dieser Prozess wird als Remobilisierung oder metasomatische Prozesse bezeichnet. (Dieser Aspekt wird in populärwissenschaftlichen Artikeln jedoch oft vernachlässigt, obwohl er in der Geologie von Bedeutung ist.)

Erosion und sekundäre (Seifen-)Lagerstätten

Nach der Bildung einer primären goldhaltigen Ader oder Aderlagerstätte beginnen Oberflächenprozesse:

• Gesteinsverwitterung → Gesteinszerstörung und Freisetzung von Goldpartikeln

• Wassertransport (Flüsse, Bäche)

• Aufgrund seiner hohen Dichte transportiert sich Gold weniger weit als leichtere Mineralien.

• Ablagerung in Absetzbereichen – Flussbiegungen, Kaskaden, Kiesbetten

So entstehen Placer-Lagerstätten, die die Grundlage des Goldwaschens bilden. Dabei ermöglicht eine Goldwaschpfanne oder ein Goldwaschset die Trennung von Gold und Sand/Ton.

3. Zusammenfassung: Der Weg des Goldes von den Sternen zur Goldwaschpfanne

1. Weltraumkomponente: Gold entsteht durch extreme nukleosynthetische Prozesse (r-Prozess) bei Ereignissen wie Neutronensternkollisionen oder Supernova-Explosionen.

2. Einlagerung in das Erdgestein: Gold wurde teilweise während der Entstehung der Erde eingelagert, wobei ein Großteil wahrscheinlich durch die Schwerkraft zum Erdkern gezogen wurde.

3. Geologische Konzentration: Hydrothermale, magmatische und metasomatische Prozesse bewegen Gold in Gesteinen und bilden goldhaltige Adern.

4. Oberflächenverteilung: Erosion und Verwitterung setzen Goldpartikel frei, die vom Wasser transportiert und in Flüssen abgelagert werden – so entstehen Lagerstätten, die sich zum Goldwaschen eignen.

5. Goldwaschen: Feine Goldpartikel lassen sich mithilfe einer Goldwaschpfanne oder eines Goldwaschsets – Bestandteil der Goldwaschausrüstung – von Sand und Ton trennen.