Wie unser Gold entstanden ist
Erst ein tiefes Verständnis komischer Vorgänge führt zu den Wurzeln des Edelmetalls.
Gold ist ein besonderes Element. Goethe legte seinem Doktor Faust den Satz „Nach Golde drängt, am Golde hängt doch alles“ in den Mund. Tatsächlich bürgt Goldbesitz für Reichtum und Ansehen. Es wird an der Börse gehandelt und gilt als sichere Wertanlage. Die Österreichische Nationalbank verfügt über 280 Tonnen Gold als Währungsreserve. Es lässt sich mechanisch gut verarbeiten, rostet nicht und hat einen auffälligen, edlen Glanz. Es schmilzt bereits bei 1064 Grad und konnte deshalb schon in der Frühzeit zu Münzen und anderen Gegenständen gegossen werden. Die Ordnungszahl im Periodensystem der Elemente ist 79, der Atomkern setzt sich aus 79 Protonen zusammen. Zusätzlich enthält jeder Kern 118 Neutronen. Gold ist auf der Erde ein seltenes Metall. Auf vier Gramm Gold kommen 1000 Tonnen Gestein in der Erdkruste. Weltweit wurden bisher zirka 200.000 Tonnen Gold gefördert. Das entspricht einem Goldwürfel mit einer Kantenlänge von 22 Metern. Mehr des edlen Metalls befindet sich im Erdinnern, denn als die Erde vor Jahrmilliarden noch eine flüssige Oberfläche hatte, sank das schwere Metall in die Tiefe. Ein Teil davon wurde durch Vulkane wieder zur Oberfläche verfrachtet. Viel mehr Gold befindet sich unerreichbar für die Menschheit in der Sonne. Nicht nur Alchemisten versuchten vergeblich das begehrte Gold chemisch zum Beispiel aus Blei herzustellen. Sogar der berühmte Physiker Iaac Newton scheiterte daran.
Die Entstehung der leichteren Elemente
Welche Voraussetzungen braucht es, damit Gold natürlich entstehen kann? Nach der Entstehung des Universums vor 13,8 Milliarden Jahre bestand die Welt zu zirka drei Viertel aus Wasserstoff und zu einem Viertel aus Helium. Zusätzlich waren geringe Mengen Lithium und Beryllium vorhanden. All die anderen Elemente wurden später gebildet. Aus Wasserstoff und Helium entstanden Sterne. In ihren heißen Zentren gab und gibt es Kernverschmelzungsvorgänge. Je schwerer die Sterne sind um so höher ist die Temperatur in ihren Kernen. Bei der Sonne sind es 15 Millionen Grad. Bei Sternen mit 20 Sonnenmassen steigt die Kerntemperatur während der Entstehung der Elemente auf mehrere Milliarden Grad an. Es entstehen die Elemente Helium, Kohlenstoff, Neon, Sauerstoff, Silizium und Eisen. Wie die Schalen einer Zwiebel bilden sich diese Elemente von außen nach innen um den Kern. Beim Eisen endet die Kernverschmelzungskette. Davor ist bei jeder Fusion Energie frei geworden, ab dem Eisen müsste man Energie zuführen, um weitere Verschmelzungen erreichen. Für höhere Elemente wird ein Neutronenbeschuss benötigt.
Schwere Elemente wie Gold
Neutronen können – weil sie elektrisch neutral sind – problemlos in die Atomkerne eindringen. Wenn zu viele Neutronen in Kern sind, zerfallen einige in Protonen, die Kernladungszahl steigt und dadurch entstehen alle schwereren Elemente, unter anderen auch Gold. Den Neutronenbeschuss von Kernen kann man auf der Erde mit Teilchenbeschleunigern erreichen und dadurch einzelne Goldatome erzeugen. Im großen Maßstab geschieht das Neutronenbombardement bei Supernova-Explosionen, also wenn massereiche Sterne explodieren. Der Supernova-Überrest, quasi der Sternenstaub, enthält daher Gold. Aus diesem Staub entsteht eine neue Sterngeneration, auf deren Planeten – wie auf der Erde – Gold vorkommt. Seit gut zehn Jahren werden Gravitationswellen detektiert, die von Neutronensternen, die miteinander verschmelzen, ausgehen. Dabei entsteht noch mehr Gold, als bei Sternexplosionen.