Cum sunt formate diamantele?
Continut Asemanator
- Diamante dezgropate
- Diamante dezgropate
Diamantele sunt formate adânc pe Pământ la aproximativ 100 de mile sub aproximativ suprafața din mantaua superioară. Evident, în acea parte a Pământului este foarte cald. Există foarte multă presiune, greutatea rocii suprapuse, astfel încât combinația de temperatură ridicată și presiune ridicată este ceea ce este necesar pentru a crește cristale de diamant pe Pământ. Din câte știm, toate diamantele care s-au format pe Pământ s-au format în acele tipuri de condiții și, desigur, aceasta este o parte a Pământului pe care nu o putem proba direct. Nu avem nicio cale de foraj până la această adâncime sau vreun alt mod de a călători în jos până la mantaua superioară a Pământului.
Cum circulă diamantele pe suprafața Pământului?
Diamantele pe care le vedem la suprafață sunt acelea care sunt aduse la suprafață de o erupție vulcanică foarte adâncă. Este un tip de erupție foarte special, gândit a fi destul de violent, care a avut loc cu mult timp în urmă în istoria Pământului. Nu am văzut astfel de erupții în ultimele timpuri. Probabil au fost într-o perioadă în care pământul era mai fierbinte, și tocmai de aceea acele erupții erau mai înrădăcinate. Aceste erupții au transportat apoi diamantele deja formate de la mantaua superioară la suprafața Pământului. Când erupția a ajuns la suprafață, a construit o movilă de material vulcanic care s-a răcit în cele din urmă, iar diamantele sunt conținute în aceasta. Acestea sunt așa-numitele Kimberlite care sunt de obicei sursele multor diamante minate din lume.
Unul dintre lucrurile pe care le știm, așadar, despre orice diamante care au fost aduse la suprafață este că procesul erupției Kimberlite care aduce diamantele de pe mantaua superioară la suprafața Pământului trebuia să se întâmple foarte repede, pentru că dacă călătoreau prea mult și prea încet s-ar fi transformat literalmente în grafit pe parcurs. Astfel, mișcându-se repede, în esență s-au blocat în structura diamantului. Odată ce diamantele au fost aduse de la temperaturi ridicate la temperaturi scăzute foarte repede - și repede, ne referim în câteva ore - la aceste erupții, aceste conducte Kimberlite care se deplasează la suprafață, ar fi putut circula cu viteze de 20 - 30 mile pe ora. Odată ce diamantele sunt scoase la suprafață și răcite relativ repede, acei atomi de carbon sunt blocați în loc și nu există suficientă energie pentru a începe să le rearanjăm în grafit.
Care este rolul carbonului în formarea diamantelor?
Diamantele sunt fabricate din carbon, astfel încât se formează ca atomi de carbon sub o temperatură și o presiune ridicate; se leagă împreună pentru a începe creșterea cristalelor. Datorită temperaturii și presiunii, în aceste condiții, atomii de carbon se vor lega între ei în acest tip de legătură foarte puternică în care fiecare atom de carbon este legat de alți patru atomi de carbon. De aceea, un diamant este un material atât de dur, deoarece fiecare atom de carbon participă la patru dintre aceste legături covalente foarte puternice care se formează între atomii de carbon. Prin urmare, obțineți acest material greu. Din nou, de unde provine carbonul, cât de repede cresc, acestea sunt întrebări încă deschise, dar, în mod evident, condițiile sunt astfel încât să ai un grup de atomi de carbon care sunt suficient de apropiați încât să înceapă să se lege. Pe măsură ce alți atomi de carbon se deplasează în imediata apropiere, se vor atașa. Așa crește orice cristal. Este procesul de blocare a atomilor în locul care produce această rețea care se repetă, această structură de atomi de carbon, care în cele din urmă crește suficient de mare încât produce cristale pe care le putem vedea. Fiecare dintre aceste cristale, fiecare diamant, un diamant de un carat, reprezintă literalmente miliarde și miliarde de atomi de carbon pe care toți trebuiau să îi blocheze pentru a forma această structură cristalină foarte ordonată.
Ați menționat că oamenii de știință nu știu de unde provine carbonul. Care sunt unele surse posibile?
În unele cazuri, carbonul pare să fi avut originea în mantaua Pământului, deci carbon care era deja pe Pământ. În alte cazuri, există dovezi foarte curioase care sugerează că carbonul ar fi putut fi originar lângă suprafața Pământului. Gândirea este că acest carbon ar fi putut fi literalmente carbon care făcea parte din sedimente carbonate sau animale, plante, scoici, orice, care a fost transportat în mantaua superioară a Pământului de către mecanismul de tectonică placă numit subducție.
Cât durează diamantele pentru a se forma?
Nu știm cu adevărat cât durează. Au fost încercări de a încerca să includă date în diferite părți ale diamantelor, iar acestea au fost în mare parte nereușite. Este posibil ca diamantele să se formeze pe perioade cât mai scurte ca zile, săptămâni, luni până la milioane de ani. De obicei, la fel ca în cazul multor cristale care cresc pe Pământ, nu este un proces continuu. Diamantele pot începe să crească și atunci poate exista o întrerupere din anumite motive - o schimbare a condițiilor, temperaturii, presiunii, sursei de carbon, orice altceva - și ar putea sta timp de milioane, sute de milioane de ani și apoi să înceapă să crească din nou . Aceasta este o parte a problemei de a încerca să pun un fel de perioadă de creștere asupra lor; lucrurile nu apar întotdeauna continuu pe Pământ.
Putem crește diamante în laborator și putem simula condițiile acolo. Există însă lucruri pe care trebuie să le facem pentru a crește diamante în laborator care nu sunt evidente despre cum se întâmplă pe Pământ. În laborator, sunt obișnuite crescute, dar există oarecare catalizator. Unele metale sunt adesea adăugate pentru a face ca diamantele să crească, dar aceiași catalizatori nu sunt observați în diamantele din mantaua superioară a Pământului.
Câți ani au diamante?
Toate diamantele, din câte știm, sunt destul de vechi pe Pământ. Cea mai mare formare de diamante a avut loc probabil pe Pământ în primii doi miliarde de ani din istoria Pământului. S-au descoperit depuneri de diamante care sunt mai tinere - roca în sine, Kimberlite, are poate doar zeci de sute de milioane de ani. Modul în care datează diamantele este de obicei privirea incluziunilor altor minerale în diamant care pot fi datate radioactiv. Diamantele în sine nu pot fi datate. Dar dacă incluziunile minerale conțin anumite elemente precum potasiul și lucruri care pot fi utilizate într-o schemă de întâlnire radioactivă, atunci datând includerea în diamant veți avea un anumit sens al epocii diamantului în sine. Iar acele date sugerează întotdeauna că diamantele sunt destul de vechi. Cel puțin sute de milioane de ani, dar în cele mai multe cazuri vechime de miliarde de ani, oriunde între unu și trei miliarde de ani, o perioadă în care pământul era probabil mai fierbinte decât este în prezent și astfel condițiile erau mai potrivite pentru creșterea diamantului.
Câți ani are faimosul Hope Diamond expus la Muzeul de Istorie Naturală al lui Smithsonian?
Diamantul Hope are cel puțin un miliard de ani. Nu vedeți roca originală care a dus diamantele la suprafață, dar au găsit niște Kimberliți în India care au dovezi de diamante în ele. Acele Kimberlites au cel puțin un miliard de ani. Așadar, asta sugerează că diamantul Hope și diamante similare găsite în India au fost scoase la suprafață cu cel puțin un miliard de ani în urmă și poate cu mai mult timp în urmă. Așa că suntem confortabili spunând că Diamantul Speranței are cel puțin un miliard de ani. Când te uiți la răspândirea de vârstă a majorității celorlalte diamante, este probabil mult mai veche decât asta.
Ce face diamantul speranței atât de neobișnuit?
Dimensiunea și culoarea acesteia îl fac foarte neobișnuit. Când vă gândiți la istoria oamenilor care extrag diamante, a fost găsit vreodată un singur diamant care a produs un diamant albastru închis, dimensiunea și calitatea diamantului Hope. Acest lucru vă oferă o idee despre cât de neobișnuit și cât de remarcabil este. Din nou, am susținut întotdeauna că este la fel de remarcabil ca un obiect de istorie naturală, ca un produs al Pământului, precum este o piatră prețioasă tăiată de oameni. De cele mai multe ori, când oamenii scriu despre Diamond Diamond cu care încep, „Ei bine a fost găsit în India”. O parte din ideea pe care încerc să le fac mereu oamenilor este că povestea a început cu mult mai devreme. Multe diamante nu ajung niciodată până la acel moment, deoarece pur și simplu nu au supraviețuit tuturor acestor lucruri care trebuiau să se fi întâmplat.
În a doua parte, aflați despre diamante colorate, modul în care oamenii de știință cresc versiuni sintetice în laborator și eforturile globale de a reduce vânzarea de diamante în conflict. În ultima pagină a acestei serii în trei părți, descoperiți poveștile fascinante din spatele colecției Smithsonian.
