Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил — Naked Science
25 мая
Василий Парфенов
3

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил

2.7

Несмотря на небольшую концентрацию в земной коре, золото нередко образует богатые месторождения — жилы. Процессы, в результате которых это происходит, долгое время оставались для геологов тайной. Однако разгадка пришла откуда ждали меньше всего: образцом послужили кисломолочные продукты, получающиеся в результате флокуляции (во время сквашивания) коллоидной системы (молока).

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил
Макрофотография золотой жилы в породе из рудника Brucejack / ©McLeish et al., PNAS, 2021, https://doi.org/10.1073/pnas.2100689118

Гипотезу флокуляции коллоидной системы из наночастиц золота в богатые драгоценным металлом минералы проверили на практике канадские ученые. Они нашли образцы пород из рудника Brucejack, полностью соответствующие модели. Статью с описанием исследования специалисты из Университета Макгилла и компании Pretium Resources опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

С точки зрения физики и химии молоко — это взвесь микроскопических капель жира в водном растворе, то есть эмульгированный коллоид. При нормальных условиях кислотность (уровень pH, водородный показатель) этого биологического продукта близка к нейтральной. Структура молока сохраняется за счет того, что отрицательно заряженные шарики жира постоянно отталкиваются друг от друга. Это в меру устойчивое взаимодействие позволяет коллоидной системе сохранять вкус, вид и запах, при этом не расслаиваясь.

Однако, если в молоко добавить бактерии, превращающие в процессе своего метаболизма лактозу в молочную кислоту, уровень pH начнет резко падать. Коллоидная система потеряет стабильность: поверхностный заряд с микрокапель жира будет стекать, а сами они станут слипаться вместе. Так происходит сквашивание молока и превращение его, в зависимости от подготовки и вида бактерий, в простоквашу, творог, ряженку или прочие полезные продукты. Этот процесс называется коагуляция, а точнее — флокуляция, ее подвид с образованием рыхлых промежуточных структур.

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил
Сравнение золотой жилы электрума в калците с кварцем (слева, макрофотография) с микроскопической «веной», в которой частицы благородного металла сформировали «тромб» (справа, изображение получено просвечивающим электронным микроскопом) / ©McLeish et al., PNAS, 2021, https://doi.org/10.1073/pnas.2100689118

Довольно давно геологи, физики и химики предположили, что золотые месторождения могут формироваться похожим образом. Грунтовые воды вымывают из земной коры содержащиеся там микрочастицы золота. По мере растворения в жидкости все большего количества попутных веществ ее кислотность возрастает. Когда она достигает определенного предела, соединения благородного металла перестают вести себя согласно «правилам» коллоидов — с поверхности их микрочастиц стекает заряд, и они слипаются.

Проблема была только в том, что такой механизм на практике ни разу не наблюдался. Согласно расчетам, вода с содержанием золота всего в несколько частей на миллион должна успеть сформировать жилы массой в килограммы за считаные дни. Поднимая таким образом концентрацию драгоценного металла в породе со средних по земной коре четырех миллиграммов на тонну (консервативная оценка) до 41,6 грамма на тонну (в десять с половиной тысяч раз). Альтернативные гипотезы предлагали вариант оседания золота из растворов хлоридов или бисульфидов, но у этой версии свои недостатки.

Достижение канадских ученых — обнаружение долгожданных «промежуточных» этапов формирования жилы. Они нашли фрагменты кальцита, испещренные микроскопическими каналами, в которых осел электрум (минерал, представляющий собой природный сплав золота и серебра). Характер «тромбов» в этих «венах» диаметром порядка 50 нанометров практически однозначно говорил о том, что они слиплись из более мелких частиц в процессе флокуляции.

Ну а полноразмерные золотоносные жилы, соответственно, формируются, когда поток богатой благородным металлом воды проходит через такую породу. Она заполняет микротрещины и растворяет окружающие минералы. Когда кислотность возрастает, коллоидная система разрушается и частицы золота быстро закупоривают все венки. Через непродолжительный промежуток времени небольшие каналы рядом почти объединяются и становятся богатым самородком или жилой. Аналогичный механизм может происходить и в сравнительно больших каналах в породах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

Вчера, 13:00
Ольга Иванова

Одно из самых крупных исследований показало, что фазы Луны, вероятно, в самом деле влияют на наш сон, а зависит это от пола.

Позавчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

Позавчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

10.06.2021
-
0
+
Золото тяжёлое и вода его может перемещать, т.е. смывать только сверху вниз.
-
0
+
Жила в породе может формироваться по точно такому же механическому процессу, как и на банальном лотке промывщика, безо всякого усложнения коллоидными особенностями.
    Безусловно. Но здесь вопрос исследования был — из-за какого процесса жилы формируются так быстро. И здесь простое просеивание/оседание микрочастиц уже не работает. Тем более, что во многих растворах (зависит от кислотности) они друг от друга отталкиваются (формируют коллоиды).
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: