Jak powstają diamenty w przyrodzie?

Diamond od dawna stanowi punkt odniesienia dla wytrzymałości, niezniszczalności i stabilności. Warto jednak wiedzieć, jak powstają diamenty.

Niewielu ludzi posiadało biżuterię z diamentami przynajmniej raz w życiu. Ale sytuacja jest znacznie gorsza w przypadku pochodzenia klejnotu referencyjnego. Nawet doświadczeni mineralogowie i geolodzy nie mogą z całą pewnością powiedzieć, która wersja jest prawdziwa.

Diamenty stały się znane na długo przed naszą erą. Przekazanie kamienia o tak niezwykłych właściwościach było niemożliwe.

Jedna ze starych legend mówi, że:

• diamentowe kryształy są żywymi istotami;
• mogą należeć do różnych płci;
• te organizmy „absorbują niebiańską rosę”;
• mogą rosnąć, a nawet rozmnażać się.

Starożytna mitologia indyjska zapewniała, że ​​diament pojawia się w naturze, gdy łączy się pięć podstawowych zasad naturalnych. Obejmują one:

• powietrze;
• woda;
• ziemia;
• niebo;
• energia

W starożytnych manuskryptach natychmiast zaczęli zauważać, że diament jest bardzo twardy i wyróżnia się niezwykłym blaskiem. Często pisano, że ten minerał może pojawić się „na skale, w morzu i na wzgórzach nad kopalniami złota”.

Legendy Sinbada Żeglarza mówią, że gdzieś jest dość głęboki wąwóz, na którego dnie ukryte są pierwotne złoża diamentów. Ale oczywiście wszystko to jest bardzo słabo skorelowane z rzeczywistością.

Musimy oddać hołd ludziom starożytności i średniowiecza. Znalezienie prawdziwej przyczyny powstawania diamentów pokazuje, że ludzka myśl nigdy nie stała w miejscu. Niemniej jednak pierwsze poważne wersje jego wyglądu można było rozwinąć dopiero po 1797 r. - wtedy dokładnie określono skład chemiczny minerału.

Nieco później stwierdzono, że różnica między diamentem, grafitem i różnymi opcjami węgla wynika z rozmieszczenia atomów w sieciach krystalicznych.

Istota koncepcji - występowanie tych minerałów w wyniku ruchu magmy. Zakłada się, że większość z nich pojawiła się nie wcześniej niż 2,5 miliarda i nie później niż 100 milionów lat temu. Stało się to na głębokości około 200 km. W tym przypadku na grafit oddziaływała jednocześnie wysoka temperatura około 1000 stopni i ciśnienie 50 tysięcy atmosfer.

Jedna wersja wersji sugeruje, że kamienie półszlachetne zostały już uformowane na powierzchni ziemi.

Nastąpiło to w wyniku krzepnięcia lawy w kontakcie z powietrzem. Problem polega na tym, że temperatura i ciśnienie w takiej sytuacji nie są zbyt wysokie. Z tego powodu koncepcja ta nie jest popularna wśród profesjonalistów.

Istnieje alternatywne założenie, że klejnoty powstają z skał ultrabaskich.

Dopiero później, kiedy magma poszła w górę, został rzucony kamień. Zdecydowana większość geologów skłania się ku takiemu podejściu. Wersja pośrednia jest taka, że ​​diamenty tworzą się, gdy magma już zaczęła się poruszać w górę, ale jeszcze nie dotarła do otworu wentylacyjnego.

Takie zmiany struktury znacząco wzmacniają sam kamień i nadają mu cechy tak cenione na rynku towarów.

Dawne rezerwy diamentów związane ze starymi osadami i rurami kimberlitowymi stają się coraz rzadsze. A potrzeba kamieni jest świetna.Czasami mieszkańcy obszarów wulkanicznych po erupcjach wydobywają najtwardszy minerał z utwardzonej lawy. Jednak warunki wymagane do jego pojawienia się są uzyskiwane nie tylko ze względu na procesy wulkaniczne, podczas gdy niektórzy badacze diamentów zwracają uwagę nie tylko na głębiny Ziemi, ale także w górę.

Wielokrotnie już podczas kontroli kawałków meteorytów znaleziono całe diamenty (lub ich pojedyncze cząstki). Jakość takich minerałów była doskonała.

Kiedyś, gdy w Stanach Zjednoczonych spadł meteoryt, w ścianach krateru znaleziono kamienie szlachetne. Ale różniły się nieco od zwykłych opcji. Różnica, według niektórych informacji, dotyczy struktury sieci krystalicznej - nie wpływa na wygląd zewnętrzny.

Niektórzy eksperci uważają, że diamenty są już w meteorytach. Kiedy zostaną zniszczone, kamienie są „wolne”.

Bardziej popularna jest idea, że ​​kamień pojawia się już wtedy, gdy uderza w powierzchnię ziemi. Proces ten powoduje uwolnienie znacznej energii mechanicznej i cieplnej.

Z tego powodu zarówno temperatura, jak i ciśnienie w środku (gdzie pozostaje krater) gwałtownie wzrasta. Czynniki te prowadzą do charakterystycznej transformacji węgla.

Obserwacje spektrograficzne wykazały, że węgiel gazowy (w czystej postaci lub w połączeniu z azotem, wodorem) jest obecny w atmosferze słonecznej. Astronomowie i kosmolodzy uważają, że ten pierwiastek był również w kolosalnych skrzepach gazu, pyłu, który stał się prekursorem wszystkich planet. Po ochłodzeniu gazy skraplają się. Stopniowo substancje płynne rozkładały się wagowo: cięższe opadały, a lekkie unosiły się w górę.

Ciekłe masy magmowe w początkowym okresie rozwoju Ziemi łatwo przełamały cienką warstwę skorupy ziemskiej. Węgiel aktywnie reaguje z wodorem. W rezultacie skorupa stopniowo traciła ten pierwiastek chemiczny.

Na obecnym etapie historii geologicznej naszej planety stanowi ona około 1%. Taka wycieczka pozwala wyciągnąć pozornie paradoksalny wniosek: nie ma głębokich sprzeczności między hipotezami wulkanicznymi i kosmicznymi.

Jedyną różnicą jest sposób, w jaki przybyła do konkretnego miejsca. Eksperci uważają, że większość węgla znajduje się teraz w zewnętrznej części płaszcza, ponieważ wysoka temperatura i ciśnienie prowadzą do powstawania związków głównej substancji z metalami ciężkimi. Ale niektóre atomy węgla są połączone ze sobą.

Nadal słynny Vernadsky i Fersman wysunęli założenie, że diamenty rodzą się właśnie tak. Dwóch naukowców należy do schematu przemian geochemicznych węgla. Zgodnie z tym klasycznym schematem zarówno diament, jak i grafit koncentrują się głównie w dolnych warstwach litosfery.

Najgłębsze studnie na Ziemi osiągają głębokość 10-12 km. W tym przypadku narodziny diamentów, nawet według Fersmana, występują na głębokościach co najmniej 30–40 km. To jest średnia grubość skorupy. Sprawdź wersję płaszcza na obecnym poziomie wiercenia, zwłaszcza nie zadziała. Wracając do wersji płaszczowo-magmatycznej, warto zauważyć, że zgodnie z nią węgiel może przekształcić się w diamenty, jeśli:

• przez setki milionów lat będzie chemicznie jednolite środowisko;
• jednocześnie utrzymane zostaną słabe gradienty termiczne;
• ciśnienie będzie stale przekraczać 5 tys. Pa.

Odpowiednie parametry, oparte na ideach współczesnej geologii, osiągane są na głębokości od 100 do 200 km.

Kolejnym warunkiem „sukcesu” jest obecność diatreme lub przełomów skorupy ziemskiej. Na platformach kontynentalnych stopiony magmat, nasycony znacznymi ilościami gazów, może go penetrować. W rezultacie powstają znane wszystkim kimberlitowe rury.

Istnieje również alternatywna wersja płynu, zgodnie z którą najsilniejszy minerał krystalizuje się na mniejszej głębokości. Punktem wyjścia jest rozkład metanu lub jego niepełne utlenienie. Środek utleniający jest mieszaniną wodoru, węgla, tlenu i siarki. Cztery elementy mogą istnieć zarówno w cieczy, jak iw stanie agregatu gazowego.

Z hipotezy płynnej wynika, że ​​tak Diamenty mogą pojawiać się w temperaturach od 1 000 stopni, działając jednocześnie z ciśnieniem od 100 do 500 pascali.

W innych miejscach wydobycie na dużą skalę nie jest możliwe. Z czasem procesy geologiczne prowadzą do zniszczenia górnej części złóż pierwotnych. Diamenty są stamtąd przenoszone (i przenoszone w przeszłości) przez płynącą wodę. Po ponownym osadzeniu minerału pojawiają się placery.

Jak wydobywane są diamenty, zobacz następny film.