دورة الذهب

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
الدورة البيوجيوكيميائية للذهب موضحةً الخزانات الرئيسية وتدفقات الذهب في البيئة. تمثل الأسهم الزرقاء والبنية التدفقات التي تُكوّن الخزانات في الغلاف المائي والغلاف الصخري على التوالي. جميع الوحدات المعروضة هي ميغاغرام للخزانات وميغاغرام/سنة للتدفقات. [ 1 ]

دورة الذهب هي الدورة البيوجيوكيميائية للذهب عبر الغلاف الصخري ، والغلاف المائي ، والغلاف الجوي ، والغلاف الحيوي . الذهب معدن انتقالي نبيل يتميز بحركته العالية في البيئة ، ويخضع لدورات بيوجيوكيميائية، مدفوعة بشكل كبير بالكائنات الدقيقة. [ 2 ] يمر الذهب بعمليات الذوبان، والتثبيت، والاختزال الحيوي، والتمعدن الحيوي ، والتجمع، واستخدام الروابط الكيميائية خلال دورته. [ 3 ] تتأثر هذه العمليات بمجموعات ميكروبية متنوعة ودورات عناصر أخرى مثل الكربون والنيتروجين والكبريت. يوجد الذهب بأشكال متعددة في بيئة سطح الأرض، بما في ذلك معقدات Au(I/III)، والجسيمات النانوية ، وجزيئات الذهب الغرينية (القطع والحبيبات). دورة الذهب البيوجيوكيميائية معقدة للغاية ومتشابكة بقوة مع دورات معادن أخرى، بما في ذلك الفضة والنحاس والحديد والمنغنيز والزرنيخ والزئبق. [ 2 ] يُعد الذهب ذا أهمية في مجال التكنولوجيا الحيوية لتطبيقات مثل استكشاف المعادن ومعالجتها وإصلاحها، وتطوير أجهزة الاستشعار الحيوية وأنظمة توصيل الأدوية، والمحفزات الصناعية، واستخلاص الذهب من النفايات الإلكترونية . [ 2 ]

الغلاف الصخري

تُعدّ الغلاف الصخري الخزان الرئيسي للذهب، إذ يحتوي على ما يُقدّر بـ 2.6 × 10¹³ ميغاغرام . [ 1 ] يوجد الذهب اليوم بشكل أساسي على هيئة إلكتروم ، في رواسب الصخور الصلبة مثل التيلوريدات ، وعلى هيئة جزيئات في رواسب غرينية في قشرة الأرض. تبدأ دورة الذهب بالتجوية الميكروبية للصخور والمعادن الحاملة للذهب، مما يُحرّك الذهب في البيئة عبر إطلاق الذهب العنصري وإذابته. [ 2 ] [ 3 ] تحتوي رواسب الذهب في ويتواترسراند على ما يقارب 30% من موارد الذهب العالمية، ويرتبط جزء كبير منها ارتباطًا مباشرًا بالكربون العضوي المُستمد من الحصائر الميكروبية. [ 2 ] تم استخراج خام الذهب في العديد من البلدان، بما في ذلك اليابان والهند وإسبانيا ويوغوسلافيا وجنوب إفريقيا وأستراليا والولايات المتحدة الأمريكية وكندا وكولومبيا والمكسيك والبرازيل. [ 1 ]

محيط

يحتوي خزان المحيط على ما يُقدّر بنحو 5.6 × 10⁹ ميغاغرام من الذهب، ويبلغ تركيز الذهب في المحيط حوالي 4  نانوغرام/لتر، مع قيم أعلى في بعض المياه الساحلية. [ 1 ] أيونات الذهب الأحادي/الثلاثي (Au(I/III)) وغرويات الذهب الصفري (Au(0)) غير مستقرة في ظروف السطح في المحاليل المائية، وعادةً ما تُشكّل معقدات رابطة مع المواد التي تُفرزها الكائنات الدقيقة. [ 3 ] ومثل الفضة والزئبق، تُعدّ هذه المعقدات المتحركة من الذهب الأحادي/الثلاثي سامة بطبيعتها. [ 2 ] تتعامل بعض البكتيريا التي تعيش في الأغشية الحيوية على أسطح جزيئات الذهب الغرينية مع هذه السمية عن طريق ترسيب معقدات الذهب الأحادي/الثلاثي، مما يؤدي إلى التمعدن الحيوي للذهب. [ 2 ] طوّرت أنواع أخرى من العتائق، والبكتيريا المختزلة للحديد، وبعض البكتيريا المختزلة للكبريتات، طرقًا لتنظيم بيئتها المباشرة وإزالة سميتها عندما تكون أيونات الذهب الثلاثي (Au(III)) موجودة بمستويات سامة. تقوم البكتيريا الليثو-ذاتية التغذية المؤكسدة للحديد والكبريت بتفكيك المعادن الكبريتية الحاملة للذهب، مطلقةً الذهب على شكل جزيئات سبائك أو معقدات ثيوكبريتات الذهب الأحادي. [ 3 ] وفي نهاية المطاف، تخضع جزيئات الذهب النانوية المنبعثة من هذه العمليات لتحولات، وتنتشر في المحيطات، أو تتراكم في الرواسب. [ 2 ] [ 3 ]

أَجواء

يُعد الغلاف الجوي أصغر خزان للذهب، حيث يحتوي على ما يقدر بنحو 370 ميغاغرام. [1] أما أكثر مركبات الذهب تطايرًا فهي Au2Cl6 ، والتي قد توجد في الغازات البركانية، و AuF3 . [ 2 ]

تأثيرات وتفاعلات الدورات البيوجيوكيميائية الأخرى

تتأثر الدورة البيوجيوكيميائية للذهب بدورات الكربون والنيتروجين والكبريت والحديد. [ 2 ] يؤدي تحلل الكربون العضوي في ظروف نقص الأكسجين إلى تكوين مجموعة واسعة من المركبات العضوية الوسيطة، مثل الأحماض العضوية، التي تُعد من المحددات المهمة لحركة الذهب. يمكن أن تتأثر العمليات الميكروبية الرئيسية في دورة النيتروجين بالذهب والعكس صحيح؛ فعلى سبيل المثال، يمكن للبكتيريا ذاتية التغذية المختزلة للنيتروجين أن تُزعزع استقرار معقدات الذهب، وقد تلعب دورًا في دورة الذهب. [ 2 ] بشكل عام، من المرجح أن تتأثر حركة الذهب والتمعدن الحيوي وعمليات تكوين الخامات بالمركبات النيتروجينية التفاعلية. [ 2 ] عادةً ما يندمج الذهب في كبريتيدات الحديد ويُمتص بواسطة رواسب هيدروكسيد الحديد الثلاثي؛ ويمكن أن تؤدي أكسدة البيريت الحامل للذهب إلى تحريك معقدات الذهب الذائبة. [ 2 ]

الأرض القديمة

على مرّ تاريخ الأرض، أدّى التفاعل بين الذهب والكائنات الدقيقة والظروف الفيزيائية والكيميائية، كدرجة الحموضة وجهد الأكسدة والاختزال، إلى تجمّع جزيئات الذهب لتشكيل حبيبات وكتل. [ 2 ] تراكمت معقدات الذهب المذابة في الماء بواسطة البكتيريا الزرقاء في المياه السطحية الضحلة على سطح الأرض في بداياتها الخالية من الأكسجين، وتشير النماذج الجيوكيميائية إلى أن ذوبان الذهب في المسطحات المائية القديمة كان أعلى بكثير مما هو عليه اليوم. [ 2 ] تشير الأدلة التجريبية إلى أنه في بدايات الأرض، ربما ساهمت الكائنات الدقيقة المحبة للظروف القاسية المختزلة للحديد الثلاثي والبكتيريا المختزلة للكبريتات في تكوين رواسب الذهب. [ 2 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 بوين، إتش جيه إم (1985)، "دورات النحاس والفضة والذهب" ، في بوين، إتش جيه إم؛ فريفرت، تي؛ غرانت، دبليو دي؛ كراتز، جي (محررون)، البيئة الطبيعية والدورات البيوجيوكيميائية ، دليل الكيمياء البيئية، المجلد  1 / 1D، برلين، هايدلبرغ: سبرينغر، الصفحات 1-27 ، doi : 10.1007/978-3-540-39209-5_1 ، ISBN  978-3-540-39209-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مارس 2021
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 سانيال، إس كيه؛ شوستر، جيه؛ ريث، إف (2019). " دورة العناصر البيولوجية تُحرك دورة الذهب البيوجيوكيميائية" . مراجعات علوم الأرض . 190 : 131-147 . Bibcode : 2019ESRv..190..131S . doi : 10.1016/j.earscirev.2018.12.010 . hdl : 2440/124335 . ISSN 0012-8252 . S2CID 134009834 .  
  3. 1 2 3 4 5 ساوثام، جوردون؛ لينجكي، ماجي ف.؛ فيربراذر، لينترن؛ ريث، فرانك (2009). "الكيمياء الحيوية للذهب" . العناصر . 5 (5): 303-307 . Bibcode : 2009Eleme...5..303S . doi : 10.2113/gselements.5.5.303 . ISSN 1811-5209 .