Geneza złota. Co wiemy o powstaniu królewskiego kruszcu?

Złoto – temat fascynujący ludzkość od Chalkolitu (jedna z epok prehistorii, okresu przejściowego między archeologicznymi epokami kamienia i brązu), odgrywający istotną rolę z kilku powodów, zarówno w ujęciu historycznym, kulturowym, jak i ekonomicznym. Jaka jest historia złota? Kto je odkrył? Ile wydobyto złotego kruszcu oraz jak kształtują się rezsrwy naturalnego tego metalu szlachetnego? Na te i inne pytania, odpowiadamy poniżej.

Jak powstało złoto?

Złoto powstało w wyniku procesów nukleosyntezy, które zachodziły wewnątrz gwiazd. Proces ten polega na fuzji jąder atomowych w ekstremalnych warunkach temperatury i ciśnienia, charakterystycznych dla wnętrza gwiazd i przebiega w kilku etapach opisanych poniżej.  

1. Początek życia gwiazdy: cykl życia gwiazdy zaczyna się, gdy gęsty obłok gazowy i pyłowy w przestrzeni międzygwiazdowej zaczyna kurczyć się pod wpływem grawitacji. W wyniku tego procesu powstaje młoda gwiazda.      
2. Fuzja jąder wodoru: wnętrze gwiazdy, gdzie panują ogromne ciśnienia i temperatury, umożliwiają proces fuzji jąder wodoru. W tym procesie dwa jądra atomowe wodoru łączą się, tworząc jądro helu. To właśnie w wyniku tej fuzji uwalniana jest energia, która sprawia, że gwiazda świeci.
3. Ewolucja gwiazdy: w trakcie życia gwiazdy dochodzi do kolejnych etapów fuzji jądrowej, w których powstają cięższe pierwiastki, takie jak hel, węgiel, azot, tlen i aż do żelaza.
4. Procesy nukleosyntezy w zaawansowanych etapach: w zaawansowanych etapach życia gwiazdy, zwłaszcza podczas fazy czerwonego olbrzyma lub w przypadku gwiazd masowych, może dochodzić do kolejnych procesów nukleosyntezy, w których powstają cięższe pierwiastki, w tym złoto.
5. Supernowa: w przypadku gwiazd o dużej masie, zakończenie życia może nastąpić w spektakularny sposób poprzez wybuch supernowej. To zjawisko generuje ogromne ilości energii i warunki, które pozwalają na powstanie jeszcze cięższych pierwiastków, w tym złota.
6. Rozprzestrzenianie się pierwiastków: w wyniku wybuchu supernowej wnętrze gwiazdy jest wyrzucane do przestrzeni kosmicznej, a wraz z nim powstałe pierwiastki, w tym złoto. Te cząstki mogą później zaangażować się w formowanie nowych gwiazd, planet i innych obiektów. Zatem złoto, które znajduje się na Ziemi, jest rezultatem kosmicznych procesów nukleosyntezy, które miały miejsce wewnątrz gwiazd i w ich wybuchach supernowych.

Skąd wzięło się złoto w skorupie ziemskiej?

Złoto w skorupie ziemskiej pojawiło się w wyniku procesów geologicznych, w tym głównie trzech kluczowych etapów: akrecji, upłynniania i procesów hydrotermalnych.

1. Akrecja: podczas formowania się Ziemi około 4,6 miliarda lat temu, materiał pochodzący z dysku protoplanetarnego zaczął się skupiać w jedną masę, tworząc w ten sposób wczesną planetę. Proces ten nazywa się akrecją. W trakcie tego etapu, pierwiastki i związki chemiczne były segregowane, a cięższe pierwiastki, w tym złoto, miały tendencję do osiadania bliżej jądra Ziemi.
2. Upłynnianie: w miarę wzrostu temperatury w trakcie formowania się planety, metaliczne pierwiastki, takie jak żelazo i złoto, stopiły się i skupiły w jądrze Ziemi. Jednakże, złoto miało tendencję do utrzymywania się także w płaszczu ziemskim, czyli warstwie skalnej pomiędzy jądrem a skorupą.  
3. Procesy hydrotermalne: złoto, które pozostało w płaszczu ziemskim, mogło być przenoszone w górę poprzez procesy hydrotermalne. Woda, która wnikała do wnętrza Ziemi, ogrzewała się i przechodziła przez skały, w wyniku czego wydobywała różne pierwiastki, w tym złoto. Kiedy woda zawierająca rozpuszczone złoto osiągała obszary o niższej temperaturze, pierwiastek ten wychodził z roztworu i formował złote złoża.

W efekcie tych procesów geologicznych złoto skumulowało się w różnych miejscach na powierzchni Ziemi, tworząc złote złoża, które są eksploatowane przez ludzi od wieków. Złoża złota mogą występować w różnych rodzajach skał i formacjach geologicznych, takich jak żyły hydrotermalne, aluwialne depozyty lub złoża wulkaniczne. Współczesna górnictwo złota polega na wydobyciu tych złóż i przetworzeniu rudy w celu uzyskania czystego złota.

Kto i kiedy odkrył złoto?

Nie można jednoznacznie określić, kto i kiedy dokładnie odkrył złoto, ponieważ złoto było znane ludzkości od bardzo dawna, a jego wykorzystanie i wartość były zauważane przez różne kultury niezależnie od siebie. Pierwsze dowody na wykorzystywanie złota pochodzą z epoki neolitu, około 4000 lat p.n.e. Znaleziska archeologiczne wskazują, że ludzie w ówczesnych czasach wykorzystywali złoto do ozdób, biżuterii oraz rytualnych przedmiotów. Jednakże, już wcześniej, w epoce paleolitu, złoto było znane ludziom jako metal, choć nie było używane w tak zaawansowany sposób.

W starożytnym Egipcie, Mezopotamii, Indiach i Chinach, złoto było cenione ze względu na swoją wartość estetyczną i symboliczną. W Egipcie złoto było używane do produkcji biżuterii dla faraonów i osób z wyższych klas społecznych.

W Indiach złoto było związane z religijnymi i kultowymi praktykami, podobnie jak w Chinach. Złoto odgrywało istotną rolę również w antycznych kulturach greckiej i rzymskiej, gdzie było używane do wyrobu monety, ozdób, a także w sztuce i rzeźbie. Pierwsi Europejczycy, którzy odkryli złoto w Ameryce, to Hiszpanie w czasach podbojów.

W 1492 roku Kolumb dotarł do Ameryki, a później w latach 30. XVI wieku Hiszpanie odkryli bogate złoża złota w Meksyku i Peru, co doprowadziło do znaczącego wzrostu interesu europejskich mocarstw w poszukiwaniu złota. W związku z powyższym, nie można wskazać jednego konkretnego odkrycia złota ani jednej osoby, która je odkryła, ponieważ było to wynikiem wielu niezależnych działań różnych kultur na przestrzeni tysiącleci.

Ile jest złota na Ziemi?

Całkowita ilość złota na Ziemi jest trudna do precyzyjnego oszacowania z uwagi na złożoność geologii i struktury planety. Jednakże, według szacunków ekspertów, cała ilość złota obecna w skorupie ziemskiej jest stosunkowo niewielka w porównaniu do innych pierwiastków. Największą ilość złota stanowiła pierwotnie część formującego się wnętrza Ziemi, ale procesy geologiczne przenosiły je na różne głębokości i umożliwiały jego koncentrację w różnych regionach.

Szacuje się, że na powierzchni Ziemi znajduje się około 170 000 ton złota. Większość złota znajduje się w postaci mikroskopijnych cząsteczek, a jego górnictwo może wymagać zaawansowanych technologii do ekstrakcji. Ważne jest również zauważenie, że większość złota jest niewydobywalna z ekonomicznego punktu widzenia, ponieważ jest rozproszone w niewielkich ilościach na dużym obszarze. Znaczące złoża złota są ograniczone, a ich wydobycie wymaga specjalistycznych technologii i nakładów finansowych.

Złoto – złoża i występowanie

Złoża złota można podzielić na dwa podstawowe typy:

• złoża pierwotne – związane z tzw. wysokotemperaturowymi żyłami hydrotermalnymi, które przecinają skały wylewne, z żyłami kwarcowymi i skałami metamorficznymi. W przypadku tych złoż, złoto występuje czasem z kwarcem, pirytem, chalkopirytem, galeną, sfalerytem, barytem, fluorytem oraz srebrem rodzimym,
• złoża wtórne – związane ze skałami okruchowymi, które powstały wskutek niszczenia wcześniejszych złóż pierwotnych. Złoto pochodzące z tego rodzaju złóż, jest znajdowane w aluwialnych piaskach i żwirach, a także w piaskowcach i zlepieńcach.

Najpopularniejsze miejsca występowania złota:

• na świecie: Południowa Afryka – okolice Johannesburga (zasoby oceniane na około 70 tys. ton), Rosja - Ałdan, Kołyma, Ural, Australia – Kalgoorlie, Chiny, Stany Zjednoczone, Kanada, Indonezja - Grasberg, Ertsberg, Uzbekistan, Peru, Ghana, Kirgistan,
• w Polsce: w Polsce wydobycie i produkcja złota są skupione w rękach KGHM. „Polskie złoto” pochodzi ze złóż rud miedzi (złoto stanowi tutaj niewielką domieszkę), jego pozyskiwanie skupia się na rejonie Lubina, Polkowic i Rudnej, a produkcja odbywa się w hucie miedzi w Głogowie. Zarówno kopalnie, jak i huta należą do KGHM. Poniżej znajdują się nieeksploatowane współcześnie miejsca występowania złota: Dolny Śląsk (dorzecza rzek: Izery, Kwisy, Bobru) – przyjmuje się, że na tym terenie tylko w latach 1175–1240 wydobyto około 50 ton złota. Łączne wydobycie jest szacowane na poziomie 350 ton, okolice Złotego Stoku – łączne wydobycie złota na tym terenie szacuje się na poziomie 16 ton złota, okolice Złotoryi i Lwówka Śląskiego, Wielisławka, okolice Wleń - Radomice, Klecza, Pilchowice, okolice Bolesławca, Czarnów koło Kamiennej Góry, Radzimowice koło Wojcieszowa, Międzyrzecze Dolne, k. Bielska-Białej.

Ile złota wydobyto dotychczas?  

Według danych Światowej Rady Złota (World Gold Council) dotychczas wydobyto 208 874 tony złota (dane na luty 2023). Warto jednak zauważyć, że te liczby są tylko szacunkami, a rzeczywista ilość złota może być trudna do precyzyjnego określenia ze względu na różnice w raportowaniu, nielegalne wydobycie itp. W ciągu ostatnich kilku lat światowe wydobycie złota kształtowało się na poziomie około 3 000-3 300 ton rocznie, natomiast szacunki dokonane przez US Geological Survey wskazują, że złota pozostałego do wydobycia na Ziemii jest około 50 000 ton.

Tabela zestawiająca największych producentów złota (2022)

Dlaczego złoto jest istotne?

Złoto posiada unikalną kombinację cech, które czynią je cennym z punktu widzenia praktycznego użytkowania, jak i jego roli w kulturze, historii i gospodarce. Rzadkość, trwałość, łatwość obróbki czy stabilność wartości, pozwoliły by to właśnie złoto od tysięcy lat odgrywało rolę pieniądza i było powszechnie aprobowane jako forma wartości w różnych kulturach i społeczeństwach. Jego akceptacja jako środka płatniczego i rezerwy wartości nadal utrzymuje się do dzisiaj, stanowiąc przy tym symbol prestiżu i bogactwa.