Entstehung von Gold: Die Geschichte des begehrtesten Edelmetalls der Welt

Schon Kinder sind von Gold fasziniert. Die glänzende Farbe begeistert sie, die goldenen Kronen der Könige und Prinzessinnen in den Märchen ziehen sie in ihren Bann. Aber über die Entstehung von Gold und sein Vorkommen auf der Erde denken die Kleinen zumeist nicht nach. Und die, die ihre Eltern danach gefragt haben, werden bisher keine Auskunft erhalten haben. Denn die Entstehungsgeschichte von Gold war lange nicht vollständig geklärt. Seit Jahrtausenden wird das Edelmetall verwendet, aber erst jetzt haben Wissenschaftler das Rätsel gelöst.

Seit Langem stand fest, dass alle leichten Elemente des Periodensystems kurz nach dem Urknall entstanden sind. Alle Elemente, die schwerer sind als Eisen, sind hingegen durch Explosion eines Sterns vor Millionen von Jahren entstanden – auch dessen sind sich Wissenschaftler schon viele Jahre sicher.

Die Entstehungsgeschichte von Gold gab der Menschheit jedoch Rätsel auf. Denn das Element hat eine zu hohe Neutronendichte um als Folge einer Supernova – also der Explosion eines Sterns – entstanden zu sein. Dabei kann nämlich gar nicht so viel Energie produziert werden, wie notwendig wäre, um die Menge an Gold herzustellen, die auf der Erde vorhanden ist. Bei dem Kollaps eines Sterns wirkt sowohl Kraft nach innen wie auch Energie nach außen. Diese Energie wird benötigt, um Schwermetalle herzustellen. Wirkt diese Energie langsam, werden dabei Neutronen aufgenommen, die aber auch wieder zerfallen. Bei schneller Energiewirkung hingegen werden Neutronen schneller aufgenommen, als sie zerfallen. So entstehen Elemente mit einer hohen Neutronendichte. Aber auch dieser Prozess reicht nicht für die Entstehung von Gold. Bei Platin ist Schluss.

Für Gold muss also eine andere, noch gewaltigere Quelle existieren. Im Jahr 1994 fand man durch Computer-Simulationen heraus, dass etwa 80 Millionen Jahre, bevor unser Sonnensystem entstanden ist, zwei Neutronensternen miteinander kollidierten. Sie verschmolzen dadurch bei einer Temperatur von 100 Milliarden Grad Celsius zu einem Schwarzen Loch. Neutronensterne sind Sternenleichen, also zusammengefallene Kerne ausgebrannter Sonnen. Sie haben eine hohe Dichte, weshalb bei ihrem Zusammenstoß und der anschließenden Verschmelzung sogenannte Gammastrahlen-Blitze entstehen.

Kurz zuvor setzte jedoch ein rapider Energieprozession ein, bei dem neutronenreiche Isotope entstanden. Diese zerfielen und dabei entstand Gold. Und zwar rund 30 Erdmassen an Gold. Dieses wurde – nebst anderen entstandenen Schwermetallen – in das Universum katapultiert. Forscher nehmen an, dass sämtliches Gold im Weltall durch verschmelzende Neutronensterne produziert wurde. Da die frühe Erde noch keine solide Kruste hatte, wurde das Gold bis in den Erdkern geschleudert. Gold, das heute auf der Erde geborgen wird, ist nach der Krustenbildung durch Meteoriten dorthin gelangt oder durch Vulkanausbrüche an die Oberfläche gekommen.

Der Goldanteil in der Erdkruste beträgt vier Gramm pro 1 000 Tonnen Gestein. In Goldminen liegt der Anteil bei durchschnittlich ein bis drei Gramm je Tonne. Bisher wurden etwa 200 000 Tonnen Gold aus dem Erdboden geborgen, etwa 55 000 Tonnen sollen noch vorhanden sein. Was erst einmal viel klingt, ist wenig im Vergleich zum Goldvorkommen auf der Sonne. Denn das Zentrum unserer Galaxie beherbergt gigantische 2,34 Trillionen Tonnen Gold. Das Goldvorkommen auf dem gesamten Planeten Erde, das heißt inklusive des Golds im Erdkern, beläuft sich auf etwas mehr als der Hälfte davon. Das meiste Gold weltweit wird in China, Australien, den USA, Russland und Kanada geborgen. In Europa wird am meisten in Finnland und Schweden gefördert. Deutschlandweit gibt es übrigens nur einen offiziellen Goldproduzenten, ein Kieswerk in Rheinzabern, das das Edelmetall im Fluss abbaut. Dort ist es durch Verwitterungsprozesse des umgebenden Gesteins freigesetzt und ins Flusswasser gelangt. Es wird als Flussseife abgelagert. Daher kommt auch der Name „Rheingold“. Die Mengen sind allerdings gering.

Weil das Edelmetall auf unserem Planeten so selten, aber für die Menschheit so wertvoll ist, gibt es seit Jahrhunderten Versuche, es künstlich herzustellen. Die Alchemisten wollten mit Hilfe des „Stein der Weisen“ Gold aus Metallen wie Blei oder Quecksilber gewinnen.

Heute ist die Wissenschaft natürlich erheblich weiter als im Mittelalter. Aber Gold ist noch genauso begehrt und der Goldpreis ist hoch. Deshalb halten die Bestrebungen, ein Metall mit den Eigenschaften von Gold künstlich herzustellen, an. Und es gibt durchaus Erfolge. Schon in den 1950er-Jahren haben US-Wissenschaftler das Metall Wismut in Gold verwandelt. Unabsichtlich entstand das Edelmetall als Nebenprodukt einer atomphysikalischen Grundlagenforschung. Aber ein Durchbruch, über den sich viele gefreut hätten, stellte dies dennoch nicht dar. Denn die bei der Goldsynthese entstandene Menge des Edelmetalls hatte lediglich den Wert eines milliardsten Cent. Die Kosten des Experiments waren hingegen extrem hoch.

Auch die Bestrahlung von Platin oder Quecksilber im Kernreaktor ist nicht rentabel. Für die Goldgewinnung aus Meerwasser gilt das Gleiche: Obwohl in den Ozeanen enorme Goldmengen vorhanden sind, gibt es bisher kein effizientes Verfahren zur Gewinnung.

Chinesische Forscher haben 2018 billiges Kuper in ein Gold nahezu identisches Material gewandelt. Es eignet sich allerdings nicht für Schmuck, aber könnte zukünftig bei der Produktion von Elektronik echtes Gold teilweise ersetzen.