地球上的黃金約為4億億噸，但大多無法開採，黃金到底從何而來？

都說黃金很稀有 那麼地球上究竟有多少黃金呢? 地球的質量約為60萬億億噸 而根據科學家的估計 地球上的金元素總量約為4億億噸 佔到地球總質量的15萬分之一 按照目前全球72億人口來計算 平均每個人還能分配到550萬噸黃金 如果真的實現了這個人均擁有量 那麼黃金也就變成白菜價了 但我們先不探究黃金的開採問題 先來聊聊黃金是從哪裡來的 在歷史上有過很多的荒誕解釋 比如說亞歷士多德認為黃金是一種硬化的水 只有當太陽射線穿透地表深處才會發生轉變 埃塞克·牛頓還寫過用聖石製備黃金的配方 更久以前南美洲古老帝國的人們 還認為黃金是來源於太陽神的眼淚和汗水 進入現代 天文學家們提出的理論看起來還靠譜些 他們認為大約在40億年前 含有少量貴金屬的隕石撞擊地球 才將黃金帶到地球上 但最本質的黃金來源依舊是個未解之謎 現在越來越多的人傾向於認為 是超新星爆發產生了黃金 和元素週期表後幾行的重元素 但超新星爆發的表現形式有很多種 有人認為是中子星之間的碰撞 鍛造了宇宙的重金屬 也有一些人認為 只有一些特殊的超新星可以做到 金是一種化學元素 在元素週期表上的化學符號是AU 也是所謂的重金屬 1957年 物理學家瑪格麗特·傑弗瑞·博比奇 威廉·弗勒以及弗雷德·霍伊爾 提出了一套可以解釋恆星 是如何通過誕生和滅亡產生元素的理論 也可以說明 構成我們身體的元素 曾經就是起源於星辰的活動 其中也包括了金元素 根據宇宙大爆炸理論 宇宙中所有的氫元素 都是從宇宙大爆炸中產生的 大爆炸同樣製造了 氦和少量的鋰元素 這些可以說是 恆星製作其他元素的原材料 你可以把恆星想像成一個巨大的高壓鍋 新元素在裡面不斷生成 創造這些元素的反應也提供了能量 使恆星能在數十億年的時間裡發光發熱 隨著恆星年齡增長 恆星內部的溫度不斷升高 更重的元素產生了 有一部分碳元素 是由垂死的小質量恆星生成的 而另一部分則來自超新星 鐵元素則是出現在大質量恆星中 鐵是最穩定的元素 原子核比鐵大的元素電荷量非常大 很難聚集起來 以至於合成的過程中 能量的輸入大於能量的輸出 所以恆星基本走到合成鐵元素這一步 就很難通過巨變 繼續合成更重的原子核了 鐵在恆星的中心開始增多 直到佔據整個中心 失去中心能源支撐的恆星 就會迅速走向垮塌 星體在自身引力的拉扯下墜入中心 最後報復式地反彈膨脹 形成耀眼的爆發 超新星爆發 那麼比鐵更重的元素 要怎麼才能出現呢? 在這種情況下 大量質子和電子結合變成中子 創造了一個富含中子的環境 用電中性的中子去轟擊鐵原子核 新加入的中子會使原子核不穩定 在這種情況下 中子會衰變成質子 而質子的淨增加 就導致了新的更重的元素出現 例如金和油 一次超新星爆發所產生的輻射和能量 可以達到數十億光年遠 所以在超新星爆發 照亮銀河系相當長一段時間後 它所產生的那些元素 會進入星際塵埃中 經過太陽系時 由於地磁場的作用 陸入地球 比如說會沉入海底 2016年的《自然》雜誌上就有論文指出 在深海峭層中 發現具有放射性的鐵六鱗元素 這被認為是距今一千萬年前 但又有研究者懷疑 超新星爆發 也許遠不足以生成銀河系中所有黃金 1974年 麻省理工大學科學家 發現一對繞轉非常快的中子星 而它們在繞轉過程中還產生了引力波 兩者的距離變得越來越近 終有一天 兩顆中子星會合併到一起 而這個合併的過程中 雙中子星會將部分物質拋射出來 形成一個富含中子 可以煉製重元素的環境 這可能就是宇宙重元素的真實來源 最終拋射出來的物質 會在短時間衰變 發出短伽馬射線暴和強電磁輻射 並產生比超新星爆發 近萬倍的金元素當量 換句話說 超新星爆發可以產生月球大小的黃金 而中子星的融合 卻可以產生木星大小的黃金 2017年8月 一次雙中子星合併產生的引力波 被LIGO探測到 消息一出 一些研究者的計算結果表明 中子星的合併 也許真的可以產生宇宙中大多數黃金 但中子星碰撞融合出現的機率非常小 也許一億年纔有一次 所以你可以理解黃金這麼稀有的原因了嗎? 但即使稀有 我們開頭就提到 地球上還是有儲藏4億億噸黃金的 但這4億億噸的數字卻只能看 事實上 因為黃金的密度比較大 約為19.32克每立方厘米 在地球形成之初 就慢慢地沉降到地下 甚至藏身在距離地表 6370公里的地核之中了 而目前人類最大的鑽探深度 也只達到了12公里 所以以人類目前的能力 根本沒有開採的可能性 也許未來我們進入太空 倒是可以在別的星球上 開始新的淘金熱 這裡是宇宙天文館 記得關注我 我們下期再見