Hur mycket guld är det i havet?

1872 publicerade den brittiska kemisten Edward Sonstadt en rapport där han förklarade att det finns guld i havsvatten. Sedan dess har Sonstads upptäckt inspirerat många, från välmenande forskare till con artister och svindlare, att hitta ett sätt att utvinna det.

Många forskare har försökt att kvantifiera mängden guld i havet. Den exakta mängden är svår att fastställa eftersom guld finns i havsvatten i mycket utspädda koncentrationer (beräknas vara i storleksordningen delar per biljon, eller en del guld per biljon delar vatten).

En studie publicerad i Tillämpad geokemi mätte koncentrationen av guld i prover tagna från Stilla havet och fann att de var cirka 0,03 delar per biljon. Äldre studier rapporterade en koncentration på cirka 1 del per biljon för havsvatten, cirka 100 gånger mer än andra, nyare rapporter.

Vissa av dessa skillnader kan tillskrivas närvaron av kontaminering i de insamlade proverna samt teknikbegränsningar, som i tidigare studier kanske inte varit känsliga nog för att exakt upptäcka mängden guld.

Enligt National Ocean Service, det finns cirka 333 miljoner kubik miles vatten i havet. En kubik mil motsvarar 4,17 * 10⁹ kubikmeter. Med hjälp av denna konvertering kan vi fastställa att det finns cirka 1,39 * 10¹⁸ kubikmeter havsvatten. Vattentätheten är 1000 kg per kubikmeter, så det finns 1,39 * 10²¹ kilogram vatten i havet.

Om vi ​​antar att 1) ​​koncentrationen av guld i havet är 1 del per biljon, 2) denna koncentration av guld gäller för hela havet vatten, och 3) delar per biljon motsvarar massan, då kan vi beräkna en ungefärlig mängd guld i havet med hjälp av följande metod:

• En del per biljon motsvarar en biljon av helheten, eller 1/10¹².
• För att ta reda på hur mycket guld det finns i havet måste vi därför dela upp mängden vatten i havet, 1,39 * 10²¹ kg beräknad ovan med 10¹².
• Denna beräkning resulterar i 1,39 * 10⁹ kilo guld i havet.
• Med omvandlingen 1 kg = 0,0011 ton når vi slutsatsen att det handlar om 1,5 miljoner ton guld i havet (antar en koncentration på 1 del per biljon).
• Om vi ​​använder samma beräkning på koncentrationen av guld som hittades i den nyare studien, 0,03 delar per biljon, kommer vi fram till slutsatsen att det finns 45 tusen ton guld i havet.

Eftersom guld finns i så låga mängder och ingår i många andra komponenter från omgivande miljö måste prover tagna från havet bearbetas innan de kan adekvat analyseras.

förkoncentrering beskriver processen för att koncentrera spårmängderna av guld i ett prov så att den resulterande koncentrationen ligger i det optimala intervallet för de flesta analysmetoder. Även med de mest känsliga teknikerna kan förkoncentration fortfarande ge mer exakta resultat. Dessa metoder inkluderar:

• Ta bort vatten genom indunstning, eller genom att frysa vatten och sedan sublimerings den resulterande isen. Att ta bort vatten från havsvatten lämnar dock stora mängder salter som natrium och klor bakom, som måste separeras från koncentratet innan ytterligare analys.
• Lösningsmedelsextraktion, en teknik där flera komponenter i ett prov separeras baserat på hur lösliga de är i olika lösningsmedel, som vatten kontra ett organiskt lösningsmedel. För detta kan guld konverteras till en form som är mer löslig i ett av lösningsmedlen.
• Adsorption, en teknik där kemikalier fäster vid en yta som aktivt kol. För denna process kan ytan modifieras kemiskt så att guld selektivt kan hålla fast vid den.
• utfällning guldet ur lösningen genom att reagera det med andra föreningar. Detta kan kräva ytterligare bearbetningssteg som tar bort andra element i det guldinnehållande fasta ämnet.

Guldet kan också vara längre separerat från andra element eller material som kan finnas i proverna. Några metoder för att uppnå separering är filtrering och centrifugering. Efter förkoncentrations- och separationsstegen kan mängden guld vara mätt använda tekniker som är utformade för att mäta mycket låga koncentrationer, som inkluderar:

• Atomabsorptionsspektroskopi, som mäter mängden energi ett prov absorberar vid specifika våglängder. Varje atom, inklusive guld, absorberar energi vid en mycket specifik uppsättning våglängder. Den uppmätta energin kan sedan korreleras till koncentration genom att jämföra resultaten med ett känt prov eller referens.
• Induktiv kopplad plasmamasspektrometri, en teknik där atomer först konverteras till joner och sedan sorteras beroende på deras massa. Signalerna motsvarande dessa olika joner kan korreleras till koncentration genom att korrelera dem till en känd referens.

• Guld finns i havsvatten, men vid mycket utspädda koncentrationer - beräknas, i nyare tid, vara i storleksordningen delar per biljon. Eftersom denna koncentration är så låg är det svårt att fastställa exakt hur mycket guld som finns i havet.
• Även om det finns ett överflöd av guld i havet, skulle kostnaden för att utvinna guldet från havet troligen uppväga värdet på det samlade guldet.
• Forskare har uppmätt dessa små koncentrationer av guld med tekniker som kan mäta mycket låga koncentrationer.
• Mätningar kräver ofta att guldet förkoncentreras på något sätt och separeras från andra komponenter i ett havsvattenprov för att minimera effekterna av provföroreningar och möjliggöra mer exakt mätningar.

• Falkner, K. och Edmond, J. "Guld i havsvatten." 1990. Jord- och planetariska vetenskapsbrev, vol. 98, sid. 208-221.
• Joyner, T., Healy, M., Chakravarti, D. och Koyanagi, T. "Förkoncentration för spåranalys av havsvatten." 1967. Miljövetenskap och teknik, vol. 1, nej. 5, sid. 417-424.
• Koide, M., Hodge, V., Goldberg, E. och Bertine, K. "Guld i havsvatten: en konservativ vy."Tillämpad geokemi, vol. 3, nr. 3, sid. 237-241.
• McHugh, J. "Koncentration av guld i naturliga vatten."Journal of Geochemical Exploration. 1988, vol. 30, nr. 1-3, sid. 85-94.
• National Ocean Service. "Hur mycket vatten finns i havet?"
• National Ocean Service. "Finns det guld i havet?"
• Pyrzynska, K. "Den senaste tidens utveckling i bestämningen av guld med hjälp av atomspektrometri." 2005. Spectrochimica Acta Del B: Atomic Spectroscopy, vol. 60, nr. 9-10, sid. 1316-1322.
• Veronese, K. "Tysklands schema efter första världskriget för att utvinna guld från vatten."Gizmodo.