Kuinka paljon kultaa on meressä?

Vuonna 1872 brittiläinen kemisti Edward Sonstadt julkaisi raportin, joka julisti kullan olemassaolon merivedessä. Sittemmin Sonstadtin löytö on inspiroinut monia, niin tarkoituksellisista tutkijoista taiteilijoihin kuin huijareihinkin, löytääkseen tapaa hankkia se.

Lukuisat tutkijat ovat yrittäneet mitata kullan määrän valtameressä. Tarkkaa määrää on vaikea määrittää, koska kultaa esiintyy merivedessä hyvin laimeina pitoisuuksina (arvioidaan olevan luokkaa osia biljoonia kohti tai yksi osa kultaa biljoonaa osaa vettä).

Tutkimus julkaistiin Sovellettu geokemia mittasi kultakonsentraation Tyynen valtamerestä otetuissa näytteissä ja havaitsi, että ne olivat noin 0,03 osaa triljoonia kohti. Vanhempien tutkimusten mukaan meriveden pitoisuus oli noin 1 osa biljoonia kohti, noin 100 kertaa enemmän kuin muissa, uudemmissa raporteissa.

Jotkut näistä eroista johtuvat saastumisen esiintymisestä näytteissä sekä näytteissä tekniikan rajoitukset, jotka aiemmissa tutkimuksissa eivät ole ehkä olleet riittävän herkkiä havaitsemaan tarkkaan mikrobimäärää kulta.

Mukaan Kansallinen valtakunnallinen palvelu, valtameressä on noin 333 miljoonaa kuutiometriä vettä. Yksi kuutiometri vastaa 4,17 * 10⁹ kuutiometriä. Tämän muunnoksen avulla voimme määrittää, että niitä on noin 1,39 * 10¹⁸ kuutiometriä merivettä. Veden tiheys on 1000 kiloa kuutiometriä kohti, joten niitä on 1,39 * 10²¹ kilogrammaa vettä valtameressä.

Jos oletetaan, että 1) valtameren kultakonsentraatio on 1 osa triljoonia kohti, 2) tämä kultakonsentraatio säilyy kaikissa valtamereissä vettä, ja 3) osia triljoonaa kohti vastaa massaa, sitten voidaan laskea likimääräinen määrä kultaa valtameressä käyttämällä seuraavaa menetelmä:

• Yksi osa biljoonia kohti vastaa yksi biljoonaosa kokonaismäärästä, tai 1/10¹².
• Joten saadaksesi selville, kuinka paljon kultaa on valtameressä, meidän on jaettava valtameren veden määrä, 1,39 * 10²¹ Edellä lasketut kilogrammat 10: llä¹².
• Tämän laskelman tuloksena on 1,39 * 10⁹ Kilometraa kultaa valtameressä.
• Käyttämällä muuntamista 1 kilogramma = 0,0011 tonnia, päädymme siihen johtopäätökseen, että niitä on noin 1,5 miljoonaa tonnia kultaa valtameressä (olettaen, että pitoisuus on 1 osa triljoonia kohti).
• Jos sovellamme samaa laskelmaa uudemmassa tutkimuksessa havaittuun kultapitoisuuteen, 0,03 osaa triljoonia kohti, päädymme siihen johtopäätökseen, että 45 tuhat tonnia kultaa valtameressä.

Koska kultaa on läsnä niin pieninä määrinä ja se sisältyy moniin muihin komponentteihin Ympäröivässä ympäristössä valtamerestä otetut näytteet on käsiteltävä ennen kuin ne ovat riittäviä analysoitu.

esikonsentrointimenetelmä kuvaa kuvaprosessin, jolla väkevöitetään kulta määriä näytteeseen siten, että tuloksena oleva pitoisuus on optimaalisella alueella useimmille analyysimenetelmille. Jopa herkimmillä tekniikoilla esi-keskittyminen voi kuitenkin tuottaa tarkempia tuloksia. Näihin menetelmiin kuuluvat:

• Veden poistaminen haihduttamalla tai jäädyttämällä vettä ja sitten sublimoitumiskykyinen syntynyt jää. Veden poistaminen merivedestä jättää kuitenkin taakse suuria määriä suoloja, kuten natriumia ja klooria, jotka on erotettava tiivisteestä ennen lisäanalyysejä.
• Liuotinuutto, tekniikka, jossa useita näytteen komponentteja erotetaan näytteestä sen perusteella, kuinka liukoisia ne ovat erilaisissa liuottimissa, kuten vedessä verrattuna orgaaniseen liuottimeen. Tätä varten kulta voidaan muuntaa muotoon, joka liukenee paremmin yhteen liuottimista.
• adsorptio, tekniikka, jossa kemikaalit tarttuvat pintaan kuten aktiivihiili. Tätä prosessia varten pinta voidaan muokata kemiallisesti siten, että kulta tarttuu selektiivisesti siihen.
• precipitating kulta liuosta pois antamalla sen reagoida muiden yhdisteiden kanssa. Tämä voi vaatia lisäkäsittelyvaiheita, jotka poistavat muut elementit kultaa sisältävästä kiinteästä aineesta.

Kulta voi olla myös kauempana erotetaan muista elementeistä tai materiaaleista, joita voi olla näytteissä. Jotkut menetelmät erotuksen saavuttamiseksi ovat suodatus ja sentrifugointi. Esiväkevöinti- ja erotusvaiheiden jälkeen kultamäärä voi olla mitattu käyttämällä tekniikoita, jotka on suunniteltu mittaamaan erittäin pieniä pitoisuuksia, joihin kuuluvat:

• Atomiabsorptiospektroskopia, joka mittaa näytteen absorboiman energian määrää tietyillä aallonpituuksilla. Jokainen atomi, kulta mukaan lukien, absorboi energiaa tietyllä aallonpituusjoukolla. Mitattu energia voidaan sitten korreloida pitoisuuteen vertaamalla tuloksia tunnettuun näytteeseen tai referenssiin.
• Induktiivisesti kytketty plasmamassaspektrometria, tekniikka, jossa atomit muunnetaan ensin ioneiksi ja lajitellaan sitten niiden massasta riippuen. Näitä erilaisia ​​ioneja vastaavat signaalit voidaan korreloida konsentraatioon korreloimalla ne tunnettuun referenssiin.

• Kulta esiintyy merivedessä, mutta erittäin laimeissa pitoisuuksissa - viime aikoina arvioidaan olevan osien suuruusluokkaa biljoonia kohti. Koska tämä pitoisuus on niin pieni, on vaikea määrittää tarkalleen, kuinka paljon kultaa on valtameressä.
• Vaikka valtameressäkin olisi runsaasti kultaa, kullan hankkiminen merestä todennäköisesti ylittäisi kerätyn kullan arvon.
• Tutkijat ovat mitanneet nämä pienet kultapitoisuudet tekniikoilla, jotka pystyvät mittaamaan erittäin pienet pitoisuudet.
• Mittaukset vaativat usein, että kulta väkevöidaan jollain tavalla ja erotetaan muista komponenteista meriveden näytteessä näytteen saastumisen vaikutusten minimoimiseksi ja tarkkuuden mahdollistamiseksi mitat.

• Falkner, K. ja Edmond, J. "Kulta merivedessä." 1990. Maan ja planeettojen tiedekirjeet, voi. 98, s. 208-221.
• Joyner, T., Healy, M., Chakravarti, D. ja Koyanagi, T. "Esivalmistelu meriveden jäljitysanalyysille." 1967. Ympäristötiede ja -teknologia, voi. 1, ei. 5, s. 417-424.
• Koide, M., Hodge, V., Goldberg, E., ja Bertine, K. "Kulta merivedessä: konservatiivinen näkemys."Sovellettu geokemia, voi. 3, ei. 3, s. 237-241.
• McHugh, J. "Kullan pitoisuus luonnollisissa vesissä."Lehti geokemiallisista tutkimuksista. 1988, voi. 30, ei. 1-3, s. 85-94.
• Kansallinen valtakunnallinen palvelu. "Kuinka paljon meressä on vettä?"
• Kansallinen valtakunnallinen palvelu. "Onko meressä kultaa?"
• Pyrzynska, K. "Viimeaikainen kehitys kullan määrityksessä atomispektrometrialla." 2005. Spectrochimica Acta, osa B: Atomispektroskopia, voi. 60, ei. 9-10, s. 1316-1322.
• Veronese, K. "Saksan ensimmäisen maailmansodan jälkeinen järjestelmä kullan ottamiseksi vedestä."Gizmodo.