¿Por qué la Tierra está hecha de minerales separados y no solo una mezcla de cada elemento? ¿Cómo ‘sabe’ el oro cómo permanecer con el resto del oro?

El mineral se define como algo con una composición química definida. Todos los minerales se mezclan en el manto, súper calientes, pero cuando salen a la superficie, se enfrían y cristalizan. Diferentes minerales pueden enfriarse a la misma temperatura que otros minerales, o por alguna razón ser parte del mismo tipo de roca. Los minerales forman rocas. Hay ciertos minerales que realmente les gusta estar juntos en la naturaleza, como la azurita y la malaquita (verde).

Entonces, el manto es una mezcla de elementos o minerales, que se enfrían cuando llegan a la superficie y se cristalizan.

La serie de reacciones de Bowen dice que los minerales que se producen juntos son estables en los mismos rangos de temperatura.

¡Cuidado con las películas! Fundamentos de Geología – Minerales y Rocas

El oro es un mineral porque tiene una composición química definida y forma cristales. Ocurre con el cuarzo rosa, a veces.

La respuesta breve que solo ha sido abordada con golpes de mirada por otros respondedores es: termodinámica

Los elementos en un volumen dado de roca (el sistema) son impulsados ​​por la termodinámica para formar las fases más estables. Las fases de equilibrio estable pueden no formarse realmente, pero en un sistema definido a la presión, temperatura y composición de ese sistema, los materiales en el sistema reaccionarán de tal manera que el sistema se acerque al conjunto más estable de minerales coexistentes (y composición fluida Si hay líquidos presentes).

Debido a que la Tierra es dinámica y las reacciones minerales con frecuencia son cinéticamente lentas, muchos sistemas pueden contener un conjunto mineral de desequilibrio en cualquier momento dado. Los diamantes en la superficie de la Tierra son un ejemplo clásico. El cuarzo es estable en la mayoría de las condiciones de la superficie, por lo que probablemente vea mucho cuarzo. Los feldespatos tienden a ser menos estables y lentamente se degradan en arcillas.

No importa si el sistema es un flujo de lava, una piedra caliza o tierra en un jardín, todos esos materiales tenderán al equilibrio. Entonces, cuando un volcán entra en erupción y la lava comienza a enfriarse, el sistema pasa de un estado donde la roca fundida es estable a uno donde los sólidos son estables y el ensamblaje de sólidos es el más estable. A medida que la roca se enfría aún más, los minerales formados inicialmente pueden no ser el conjunto más estable, por lo que reaccionan consigo mismos y posiblemente con nuevos fluidos (por ejemplo, agua de mar / agua subterránea / atmósfera) para formar un nuevo conjunto de sólidos más estables. Este proceso se ha repetido una y otra vez durante aproximadamente 4 mil millones de años.

En cuanto al oro que “sabe” cómo permanecer con otros átomos de oro: el oro como sólido tiende a ser más estable como elemento no combinado o en combinación con plata (también forma minerales de telururo de oro que no se parecen en nada al oro, en el medio). a fines de 1800, la gente en Colorado tiró una gran cantidad de oro mientras buscaba plata porque los minerales de Au-Te no “parecían” valiosos). Cuando el oro forma un mineral discreto (es un mineral), a veces / generalmente se precipita a partir de fluidos acuosos. Sin embargo, en el fluido acuoso, el oro puede ser más estable como un complejo soluble, ya que ese fluido se mueve a través de un volumen de roca, el oro soluto puede volverse menos estable que el oro sólido debido a un cambio en el pH, la temperatura o el estado de oxidación. El pH y el estado de oxidación pueden cambiar debido a que el fluido fluye de un tipo de roca a otro, por ejemplo, el fluido caliente reacciona con un magma y posteriormente fluye hacia un carbonato (ese es solo un ejemplo, no pretende implicar un caso universal para la deposición de oro). Que el oro se forme en acumulaciones discretas y sólidas en lugar de dispersarse a escala atómica también se debe a la termodinámica. La nucleación y el crecimiento de los cristales están controlados termodinámicamente. La versión corta es que los cristales grandes tienen una energía superficial más baja que los cristales más pequeños y cosas como para minimizar la energía. En el caso del oro, no hay mucho oro en función de la abundancia de la corteza o en términos de solubilidad, por lo que el oro no tiende a formar cristales grandes. Por supuesto, el espacio en el que está precipitando el oro también es una consideración.

En cuanto a por qué se encuentran pepitas de oro, escamas y polvo en las corrientes y sedimentos, es porque el oro es estable en esas condiciones. Los minerales de sulfuro que pueden formarse al mismo tiempo que el oro son menos estables en condiciones de superficie y tienden a oxidarse y formar otros minerales mientras el oro permanece como oro. De nuevo, es una cuestión de termo.

Su pregunta tal como se hace es en realidad dos preguntas algo relacionadas.

En primer lugar, los diferentes elementos se combinan entre sí debido a sus respectivas cargas eléctricas y sus potenciales de ionización. Es decir, tienen una carga eléctrica que debe satisfacerse para establecer un estado neutral y estabilidad química. Algunos son negativos y otros son positivos. Como puede suponer, la carga positiva de los protones en una molécula atraería la carga negativa de un electrón en otra molécula que luego combinarían y “compartirían”, convirtiéndose así en una molécula compuesta única. Sin embargo, son algo selectivos sobre con qué elementos se combinan debido al potencial de ionización mencionado anteriormente. Deben ser adecuados entre sí en términos de número, carga y fuerza (potencial de ionización) El número de cargas no satisfechas necesarias determina en parte con qué elementos o con cuántos se puede combinar.

Eso es tan simple como puedo hacerlo. Otros contribuyentes pueden hacerlo mejor. Yo espero que sí.

En cuanto al oro, los electrones y los protones son iguales entre sí en cada molécula. El número de moléculas en el átomo es igual al número de electrones unidos a él, por lo que no tiene carga eléctrica y, por lo tanto, no se puede combinar con nada. Eso no es estrictamente cierto, pero solo hay circunstancias excepcionales en las que el oro se combinará con algo distinto de sí mismo.

En realidad, es más una mezcla, hay cantidades microscópicas de oro no extraíbles en todas partes. En algunos lugares solo hay una cantidad extraíble, aquí es donde se extrae el oro.

El aluminio es en realidad el elemento metálico más abundante en la tierra. Hay tanto aluminio en el agua de mar que si alguien desarrollara un proceso de extracción, el aluminio durante la noche sería más barato que el papel.

Cuando la tierra se formó por primera vez, estaba totalmente fundida, por lo que los átomos más pesados ​​se hundieron y los más ligeros flotaron. Cuando el agua se volvió líquida, la solubilidad de los materiales, elementos y compuestos se volvió importante, la solubilidad en roca, la solubilidad en agua, etc., durante miles de millones de años, se produjo un proceso de clasificación, muy ineficiente, muy aleatorio.

Bueno, simplemente no se queda con el resto del oro. Por ejemplo, hay aproximadamente 20 millones de toneladas de oro en los océanos. La concentración promedio es de aproximadamente 13 millonésimas de gramo en cada metro cúbico de suéter. Como … ¡está en todas partes!

Los elementos y compuestos de varios elementos, todos se acumulan por sus propiedades de densidad, temperatura de fusión o vaporización, solubilidad en otros materiales y en los diversos entornos que han encontrado. Algunos efectos se concentran y otros se dispersan.

¿Qué pasa con los depósitos de oro? Leí hace unos veinte años que podría haber bacterias que concentraban el oro de su entorno, y las concentraciones bacterianas de este tipo dejaron depósitos de oro. ¿Una buena oportunidad de inversión quizás? Ver la respuesta de Bert Veerman a ¿Cómo se forma el oro?