Kolik zlata je v oceánu?

V roce 1872 publikoval britský chemik Edward Sonstadt zprávu o existenci zlata v mořské vodě. Od té doby Sonstadtův objev inspiroval mnoho, od dobře míněných vědců po umělce a podvodníky, aby našli způsob, jak je extrahovat.

Četní vědci se snažili kvantifikovat množství zlata v oceánu. Přesné množství je obtížné určit, protože zlato existuje v mořské vodě ve velmi zředěných koncentracích (odhaduje se na řádu dílů na bilion nebo jednu část zlata na bilion vody).

Studie zveřejněná v roce 2007 Aplikovaná geochemie měřil koncentraci zlata ve vzorcích odebraných z Tichého oceánu a zjistil, že to bylo asi 0,03 dílu na bilion. Starší studie uváděly koncentraci asi 1 dílu na bilion mořské vody, což je asi 100krát více než u jiných novějších zpráv.

Některé z těchto nesrovnalostí lze přičíst přítomnosti kontaminace ve odebraných vzorcích i - omezení technologie, která v minulých studiích nemusí být dostatečně citlivá na to, aby přesně detekovala množství zlato.

Podle Národní oceánská služba, v oceánu je asi 333 milionů kubických mil. Jedna krychlová míle odpovídá 4,17 * 10⁹ metry krychlové. Pomocí této konverze můžeme zjistit, že existuje asi 1,39 * 10¹⁸ krychlových metrů oceánské vody. Hustota vody je 1 000 kilogramů na metr krychlový, takže je zde 1,39 * 10²¹ kilogramů vody v oceánu.

Pokud předpokládáme, že 1) koncentrace zlata v oceánu je 1 díl na bilion, 2) tato koncentrace zlata platí pro celý oceán voda a 3) díly na bilion odpovídá hmotnosti, pak můžeme vypočítat přibližné množství zlata v oceánu pomocí následujícího metoda:

• Jedna část na bilion odpovídá jedna biliontina z celku, nebo 1/10¹².
• Abychom zjistili, kolik zlata je v oceánu, musíme rozdělit množství vody v oceánu, 1,39 * 10²¹ kg vypočteno výše, o 10%¹².
• Výsledkem tohoto výpočtu je 1,39 * 10⁹ kilogramů zlata v oceánu.
• Použitím přepočtu 1 kilogram = 0,0011 tun jsme dospěli k závěru, že existuje asi 1,5 milionu tun zlata v oceánu (za předpokladu koncentrace 1 díl na bilion).
• Použijeme-li stejný výpočet na koncentraci zlata nalezenou v novější studii, 0,03 dílu na bilion, dospějeme k závěru, že existují 45 tisíc tun zlata v oceánu.

Protože zlato je přítomno v tak malém množství a je součástí mnoha dalších složek z EU v okolním prostředí musí být vzorky odebrané z oceánu zpracovány, aby mohly být přiměřeně analyzovány.

Předkoncentrace popisuje proces koncentrace stopových množství zlata ve vzorku tak, že výsledná koncentrace leží v optimálním rozmezí pro většinu analytických metod. I při nejcitlivějších technikách však může předkoncentrace stále přinést přesnější výsledky. Tyto metody zahrnují:

• Odstraňování vody odpařením nebo zmrazením vody a poté sublimující výsledný led. Odstraněním vody z mořské vody však za sebou zanechává velké množství solí, jako je sodík a chlor, které je třeba před další analýzou oddělit od koncentrátu.
• Extrakce rozpouštědlem, technika, ve které je více složek ve vzorku odděleno na základě toho, jak jsou rozpustné v různých rozpouštědlech, jako je voda versus organické rozpouštědlo. Z tohoto důvodu může být zlato přeměněno na formu, která je rozpustnější v jednom z rozpouštědel.
• Adsorpce, technika, při které chemikálie přilnou k povrchu, jako je aktivní uhlí. Pro tento proces může být povrch chemicky modifikován tak, že zlato na něm může selektivně přilnout.
• Srážky zlato z roztoku reakcí s jinými sloučeninami. To může vyžadovat další kroky zpracování, které odstraní další prvky v pevné látce obsahující zlato.

Zlato může být i další oddělené z jiných prvků nebo materiálů, které mohou být ve vzorcích přítomny. Některé metody pro dosažení separace jsou filtrace a centrifugace. Po předkoncentračních a separačních krocích může být množství zlata měřeno pomocí technik, které jsou určeny k měření velmi nízkých koncentrací, které zahrnují:

• Atomová absorpční spektroskopie, která měří množství energie, kterou vzorek absorbuje při specifických vlnových délkách. Každý atom, včetně zlata, absorbuje energii na velmi specifické vlnové délce. Naměřená energie pak může korelovat s koncentrací porovnáním výsledků se známým vzorkem nebo referencí.
• Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázanou plazmou, technika, ve které jsou atomy nejprve převedeny na ionty a poté tříděny v závislosti na jejich hmotnosti. Signály odpovídající těmto různým iontům mohou korelovat s koncentrací jejich korelací se známým odkazem.

• Zlato existuje v mořské vodě, ale ve velmi zředěných koncentracích - odhaduje se, že v nedávné době bude řádově na částice na bilion. Protože je tato koncentrace tak nízká, je obtížné přesně určit, kolik zlata je v oceánu.
• I když v oceánu existuje velké množství zlata, náklady na vytěžování zlata z moře by pravděpodobně převažovaly nad hodnotou získaného zlata.
• Vědci změřili tyto malé koncentrace zlata pomocí technik, které jsou schopny měřit velmi nízké koncentrace.
• Měření často vyžadují, aby zlato bylo nějakým způsobem předkoncentrováno a odděleno od ostatních složek ve vzorku mořské vody, minimalizovat účinky kontaminace vzorku a umožnit přesnější Měření.

• Falkner, K. a Edmond, J. "Zlato v mořské vodě." 1990. Dopisy o Zemi a planetární vědě, sv. 98, str. 208-221.
• Joyner, T., Healy, M., Chakravarti, D., a Koyanagi, T. "Předkoncentrace pro stopovou analýzu mořských vod." 1967. Environmentální věda a technologie, sv. 1, ne. 5, str. 417-424.
• Koide, M., Hodge, V., Goldberg, E., a Bertine, K. "Zlato v mořské vodě: konzervativní pohled."Aplikovaná geochemie, sv. 3, ne. 3, str. 237-241.
• McHugh, J. "Koncentrace zlata v přírodních vodách."Žurnál geochemického průzkumu. 1988, sv. 30, ne. 1-3, str. 85-94.
• Národní oceánská služba. "Kolik vody je v oceánu?"
• Národní oceánská služba. "Je v oceánu zlato?"
• Pyrzynska, K. "Poslední vývoj v určování zlata technikami atomové spektrometrie." 2005. Spectrochimica Acta část B: atomová spektroskopie, sv. 60, ne. 9-10, str. 1316-1322.
• Veronese, K. "Německý program po první světové válce k těžbě zlata z vody."Gizmodo.