Hoe ontstaat goud: van kosmische oorsprong tot winning op aarde

Goud spreekt al duizenden jaren tot de verbeelding. Het is zeldzaam, duurzaam en wereldwijd herkenbaar als waardeopslag. Maar hoe ontstaat goud eigenlijk? En klopt het dat je soms hoort: “komt goud uit de ruimte?”

In dit artikel krijg je een compleet, wetenschappelijk onderbouwd overzicht: van de vorming van goud in het heelal tot de geologische processen die goud op aarde concentreren, en natuurlijk hoe goud uiteindelijk wordt gewonnen.

Waar komt goud vandaan: kosmische oorsprong van goud

Om te begrijpen hoe goud ontstaat, moeten we verder kijken dan de aarde. Het element goud is namelijk niet gevormd in de aardkorst en ook niet tijdens normale sterprocessen. De oorsprong van goud ligt in het heelal, bij uitzonderlijke gebeurtenissen waarbij extreme natuurkrachten vrijkomen.

Sterren als bouwstenen van elementen

Sterren spelen een centrale rol in het ontstaan van vrijwel alle chemische elementen. In hun kern worden door kernfusie lichtere elementen omgezet in zwaardere, zoals koolstof, zuurstof en ijzer. Dit proces levert energie op en houdt een ster in stand.

Bij ijzer stopt dit mechanisme echter. Het vormen van elementen zwaarder dan ijzer kost juist energie in plaats van dat het energie oplevert. Voor zulke zware elementen, waaronder goud, zijn daarom veel extremere omstandigheden nodig dan in een gewone ster aanwezig zijn.

Het r-proces: de sleutel tot goudvorming

Goud ontstaat via het zogeheten r-proces (rapid neutron capture process). Hierbij vangen atoomkernen in zeer korte tijd grote hoeveelheden neutronen op. Hierdoor kunnen extreem zware en instabiele atoomkernen ontstaan, die vervolgens vervallen tot stabiele elementen zoals goud, platina en uranium.

Voor dit r-proces zijn twee voorwaarden cruciaal:

• een enorme hoeveelheid vrije neutronen
• extreem hoge energie en druk

Deze omstandigheden komen vrijwel nergens voor, behalve bij zeldzame kosmische catastrofes.

Botsingen van neutronensterren

De belangrijkste bekende bron van goudvorming zijn botsingen tussen neutronensterren. Neutronensterren zijn de extreem compacte resten van zware sterren die als supernova zijn geëxplodeerd. Ze bestaan vrijwel volledig uit neutronen en hebben een ongekend hoge dichtheid.

Wanneer twee neutronensterren op elkaar botsen, ontstaat een zogenoemde kilonova. Tijdens zo’n gebeurtenis worden enorme hoeveelheden neutronrijk materiaal de ruimte in geslingerd. In deze omgeving kan het r-proces op grote schaal plaatsvinden, waarbij in korte tijd aanzienlijke hoeveelheden goud worden gevormd.

Observaties van zwaartekrachtsgolven en lichtsignalen sinds 2017 (GW170817) hebben deze theorie sterk bevestigd. Wetenschappers konden voor het eerst direct meten dat bij zulke botsingen zware elementen ontstaan, waaronder goud.

Magnetars: een aanvullende bron

Recent onderzoek van NASA wijst erop dat ook magnetars, neutronensterren met extreem sterke magnetische velden, mogelijk bijdragen aan de vorming van zware elementen. Bij zeldzame, zeer krachtige magnetische uitbarstingen kunnen eveneens neutronrijke omstandigheden ontstaan waarin het r-proces optreedt.

Hoewel neutronensterbotsingen waarschijnlijk de grootste bijdrage leveren, helpen magnetars verklaren hoe zware elementen al relatief vroeg in het heelal aanwezig konden zijn.

Verspreiding door het heelal

Het goud dat bij deze kosmische gebeurtenissen ontstaat, blijft niet op één plek. Het wordt als onderdeel van stof en puin door het heelal verspreid. Dit materiaal mengt zich met gaswolken waaruit later nieuwe sterren en planeten worden gevormd.

Toen ons zonnestelsel ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstond, maakte dit goud deel uit van het oermateriaal waaruit ook de aarde werd gevormd. Het goud dat wij vandaag kennen, is dus miljarden jaren ouder dan onze planeet.

Dus, komt goud uit de ruimte?

Ja, in oorsprong komt goud uit de ruimte. Het element goud ontstaat niet op aarde, maar wordt gevormd bij extreem gewelddadige kosmische gebeurtenissen. Wetenschappers weten inmiddels dat goud ontstaat wanneer zware sterrenresten, zoals neutronensterren, met elkaar botsen.

Tijdens zo’n botsing komen enorme hoeveelheden energie en vrije neutronen vrij. Hierdoor kunnen zware elementen, waaronder goud, worden opgebouwd op atoomniveau.

Toen de aarde ontstond, werd dit goud opgenomen in haar structuur. In de loop van miljoenen jaren is het door natuurlijke processen verplaatst en geconcentreerd, waardoor het vandaag op specifieke plekken kan worden gewonnen.

Het goud dat we nu delven, is dus geen nieuw gevormd materiaal, maar een klein, toegankelijk deel van een veel grotere kosmische erfenis.

Goud is niet ontstaan op aarde zelf, maar in het heelal bij kosmische gebeurtenissen.

Hoe komt goud op de aarde terecht?

Dat goud zijn oorsprong heeft buiten de aarde, betekent nog niet dat het vanzelf in winbare vorm beschikbaar is. Tussen kosmische vorming en menselijke winning zitten miljarden jaren aan natuurlijke processen. Die verlopen grofweg in twee fasen: opname in de jonge aarde en geologische concentratie.

1. Goud als bouwsteen van de jonge aarde

Toen het zonnestelsel zo’n 4,6 miljard jaar geleden ontstond, bestond het uit gas, stof en zware elementen die al eerder in het heelal waren gevormd. Goud maakte deel uit van dit oermateriaal.

• Tijdens de vorming van de aarde werd goud opgenomen in het planetair materiaal
• Door de enorme hitte was de jonge aarde grotendeels gesmolten
• Een groot deel van het goud zonk daarbij naar de kern

👉 Het goud dat we vandaag kunnen winnen, is dus slechts een klein restant dat in de aardkorst is achtergebleven.

2. Geologie maakt goud vindbaar

Goud komt in de aardkorst meestal voor in zeer lage concentraties. Alleen door geologische processen wordt het lokaal samengebracht tot winbare afzettingen:

Belangrijke processen:

1. Hydrothermale vloeistoffen: Heet water met opgeloste mineralen stroomt door scheuren in gesteente. Bij afkoeling slaat goud neer, vaak in kwartsgangen.
2. Verwering en erosie: Goud is chemisch stabiel. Wanneer gesteente afbreekt, blijft goud achter en wordt het door water verplaatst.
3. Alluviale afzettingen: Door zijn hoge dichtheid verzamelt goud zich in rivierbeddingen en sedimentlagen.

Waarom is goud zo schaars?

De schaarste van goud is geen toeval. Dit is het resultaat van een combinatie van kosmische zeldzaamheid en aardse beperkingen. Dat maakt fysiek goud fundamenteel anders dan veel andere metalen.

1. Goud ontstaat alleen bij uitzonderlijke kosmische gebeurtenissen

Goud behoort tot de zwaarste natuurlijke elementen. De omstandigheden om het te vormen komen zelden voor in het heelal. Alleen bij extreem energierijke processen ontstaat goud überhaupt. Daardoor is goud al bij zijn ontstaan schaars, nog vóór het ooit een planeet bereikt.

➡️ Met andere woorden: goud is niet zeldzaam omdat het “opraakt”, maar omdat het nooit overvloedig is gevormd.

2. Het meeste goud is onbereikbaar

Toen de aarde ontstond, was ze grotendeels gesmolten. Zware metalen, waaronder goud, zakten daarbij naar de kern. Dat betekent dat:

• het grootste deel van al het aardse goud diep in de aarde opgesloten zit
• alleen een klein deel in de aardkorst beschikbaar is
• dit deel bovendien sterk verspreid voorkomt

Het goud dat we kunnen winnen, is dus slechts een fractie van het totaal.

3. Vindbare goudafzettingen zijn zeldzaam

Zelfs in de aardkorst komt goud meestal voor in microscopische hoeveelheden. Alleen waar geologische processen het goud hebben geconcentreerd, ontstaan winbare afzettingen.

Denk aan:

• kwartsgangen
• specifieke gesteentelagen
• rivierafzettingen

Deze omstandigheden komen maar op weinig plaatsen tegelijk samen.

4. Goud kan niet kunstmatig worden aangevuld

In tegenstelling tot sommige grondstoffen:

• kan goud niet worden “gekweekt”
• kan het niet synthetisch worden geproduceerd op schaal
• verdwijnt het niet door corrosie, maar komt er ook niets bij

De totale hoeveelheid winbaar goud groeit dus zeer langzaam. 

Hoe wordt goud gewonnen?

Goudwinning is een technisch en langdurig proces. Het begint niet in de mijn, maar al ver daarvoor: bij het vinden van economisch winbare goudafzettingen. Afhankelijk van waar en hoe het goud voorkomt, worden verschillende methoden toegepast. Toch volgt goudwinning vrijwel altijd dezelfde hoofdlijnen.

1. Opsporen van goud (exploratie)

Voordat er ook maar één gram goud wordt gewonnen, onderzoeken geologen waar goud zich mogelijk heeft geconcentreerd.

Dit gebeurt met:

• geologische kaarten en bodemonderzoek
• boringen om goudgehalte vast te stellen
• geochemische en geofysische metingen

Alleen als het goudgehalte hoog genoeg is én de winning economisch haalbaar, wordt een mijn ontwikkeld.

2. Winning van goud uit de grond

Er zijn twee hoofdvormen van goudwinning:

Alluviale winning (riviergoud):

Hierbij wordt goud gewonnen uit zand en grind in rivierbeddingen of oude sedimentlagen.

Kenmerken:

• goud is al losgekomen uit gesteente
• winning gebeurt met water en zwaartekracht
• relatief eenvoudige techniek

Door het hoge soortelijk gewicht zakt goud naar de bodem en kan het worden gescheiden van lichter materiaal.

Primaire winning (hard-rock mining):

Bij primaire afzettingen zit goud vast in gesteente. Dat vraagt om grootschaligere mijnbouw:

• open mijnen of ondergrondse tunnels
• breken en vermalen van gesteente
• transport van erts naar verwerkingsinstallaties

3. Scheiden en concentreren van goud

Na het delven moet het goud uit het erts worden gehaald. Dat gebeurt in meerdere stappen:

• verkleining van het gesteente
• concentratie via zwaartekracht of flotatie
• chemische extractie, vaak met cyanide (cyanidatie)

Bij het cyanideproces wordt goud opgelost en later weer uit de oplossing teruggewonnen. Moderne mijnbouw staat hierbij onder strikte milieu- en veiligheidsnormen.

4. Raffinage tot zuiver goud

Het ruwe goud wordt vervolgens geraffineerd tot zeer hoge zuiverheid, meestal 99,9% of hoger. Pas daarna is het geschikt voor:

• goudbaren
• gouden munten
• industriële toepassingen

Het goud dat op aarde wordt gewonnen, is miljarden jaren oud en van nature beperkt beschikbaar.

Waar wordt goud gedolven?

Goud wordt altijd gevonden in gebieden met breuklijnen in de aardkorst. Goud kan namelijk neerslaan tijdens aardbevingen. Dit gebeurt echter niet in elk gebied met aardbevingen omdat het goud niet gelijk is verdeeld over de aardkorst waardoor goud op sommige plekken nauwelijks voorkomt.

Het komt het meeste voor in gebieden die zich bevinden op het land en bij voormalige gebergten. De bekendste goudmijnen bevinden zich in de Verenigde Staten, Zuid-Afrika, Indonesië, Australië en Peru.

Conclusie: zo is goud op de aarde gekomen

Goud ontstaat niet op aarde, maar vindt zijn oorsprong in zeldzame en extreme kosmische gebeurtenissen. Pas tijdens de vorming van de aarde werd dit goud onderdeel van onze planeet, waarbij slechts een klein deel in de aardkorst achterbleef. Door miljoenen jaren aan geologische processen is dat goud lokaal geconcentreerd en uiteindelijk winbaar geworden.

Deze combinatie van kosmische zeldzaamheid, beperkte beschikbaarheid en complexe winning verklaart waarom goud schaars is. Juist die natuurlijke schaarste vormt al eeuwenlang de basis voor de bijzondere waarde en blijvende aantrekkingskracht van goud.