https://frosthead.com

Teemandid maandamata

Kuidas teemandid moodustuvad?

Seotud sisu

  • Teemandid maandamata
  • Teemandid maandamata

Teemandid moodustuvad sügaval Maa sees umbes 100 miili või üle selle pinna ülemises vahevöös. Ilmselt on selles maaosas väga kuum. Surve on palju, pealmise kivimi kaal alla, nii et teemandikristallide kasvatamiseks Maal on vajalik kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu kombinatsioon. Niipalju kui me teame, moodustasid kõik Maakera moodustunud teemandid just sellistes tingimustes ja muidugi on see Maa osa, mida me ei saa otseselt proovida. Me ei saa kuidagi sellesse sügavusse puurida ega ühelgi teisel viisil Maa ülemise vahevööni alla sõita.

Kuidas rändavad teemandid Maa pinnale?

Teemandid, mida me pinnalt näeme, on need, mille pinnale toob väga sügavalt paiknev vulkaanipurse. See on väga eriline purse, mida peetakse üsna vägivaldseks ja mis leidis aset kaua aega tagasi Maa ajaloos. Selliseid purskeid pole me viimasel ajal näinud. Need olid tõenäoliselt ajal, mil maakera oli kuumem, ja tõenäoliselt olid need pursked sügavamalt juurdunud. Need purse viisid juba moodustunud teemandid ülemisest vahevööst Maa pinnale. Kui purse pinnale jõudis, ehitas see vulkaanilisest materjalist künka, mis lõpuks jahtus ja selles sisaldusid teemandid. Need on nn Kimberlid, mis on tavaliselt paljude maailmas kaevandatud teemantide allikad.

Üks asi, mida me kõigi pinnale toodud teemantide kohta teame, on see, et Kimberlite purse, mis viis teemandid ülemisest vahevööst Maa pinnale, pidi toimuma väga kiiresti, sest kui nad rändasid liiga pikalt ja liiga aeglaselt oleksid nad teel olnud sõna otseses mõttes grafiidiks. Ja nii kiiresti liikudes said nad teemantstruktuuri oma kohale lukustatud. Kui teemandid on kõrgelt temperatuurilt madalale temperatuurile viidud väga kiiresti - ja mõtleme kiiresti mõne tunniga -, võivad need pinnale liikuvad Kimberlite torud puruneda kiirusega 20–30 miili tunnis. tund. Kui teemandid on pinnale viidud ja suhteliselt kiiresti jahutatud, lukustuvad need süsinikuaatomid oma kohale ja energiat pole lihtsalt piisavalt, et neid nüüd grafiidiks ümber korraldama hakata.

Milline on süsiniku roll teemantide moodustamisel?

Teemandid on valmistatud süsinikust, nii et nad moodustavad süsinikuaatomitena kõrgel temperatuuril ja rõhul; nad ühendavad omavahel, et hakata kristalle kasvama. Temperatuuri ja rõhu tõttu seostuvad nendes tingimustes süsinikuaatomid üksteisega selles väga tugevas sidemeliigis, kus iga süsinikuaatom on seotud veel nelja süsinikuaatomiga. Seetõttu on teemant nii kõva materjal, kuna teil on iga süsinikuaatom osa neljast neist väga tugevatest kovalentsetest sidemetest, mis tekivad süsinikuaatomite vahel. Selle tulemusel saate selle raske materjali. Jällegi, kust süsinik pärineb, kui kiiresti nad kasvavad, on need kõik endiselt lahtised küsimused, kuid ilmselt on tingimused sellised, et teil on mõni rühm süsinikuaatomeid, mis asuvad piisavalt lähedal, et nad hakkaksid omavahel siduma. Kui teised süsinikuaatomid liiguvad lähedusse, kinnituvad nad. Nii kasvab iga kristall. See korduvvõrk, see süsinikuaatomite struktuur, moodustab aatomite paika lukustumise protsess, mis lõpuks kasvab piisavalt suureks, et saada kristalle, mida me näeme. Kõik need kristallid, iga teemant, üks karaat-teemant tähistab sõna otseses mõttes miljardeid ja miljardeid süsinikuaatomeid, mis kõik pidid selle väga korrapärase kristalse struktuuri moodustamiseks oma kohale lukustuma.

Mainisite, et teadlased ei tea, kust süsinik pärineb. Millised on mõned võimalikud allikad?

Mõnel juhul näib, et süsinik pärineb Maa vahevööst, nii et süsinik, mis juba oli Maal. Muudel juhtudel on väga uudishimulikult tõendeid selle kohta, et süsinik võis pärineda Maa pinna lähedalt. Seal mõeldakse seda, et see süsinik võis sõna otseses mõttes olla süsinik, mis kuulus karbonaatsetesse setetesse või loomadesse, taimedesse, kestadesse, mida iganes, mida plaaditektoonika mehhanism, mida nimetatakse subduktsiooniks, viis Maa ülemisse vaheseinasse.

Kui kaua võtab teemantide moodustamine aega?

Me tõesti ei tea, kui kaua see aega võtab. Teemandite erinevates osades on üritatud katsetada lisamisi ja need on suures osas ebaõnnestunud. Võib juhtuda, et teemandid moodustuvad nii lühikese aja jooksul, nagu päevad, nädalad, kuud või miljonid aastad. Tavaliselt, nagu paljude Maal kasvavate kristallide puhul, pole see pidev protsess. Teemandid võivad hakata kasvama ja siis võib mingil põhjusel esineda katkestusi - tingimuste, temperatuuri, rõhu, süsinikuallika muutus - ja mis iganes - ja nad võiksid istuda miljonite, sadade miljonite aastate jooksul ja siis hakata uuesti kasvama . See on osa probleemist, kui üritatakse neile mingit kasvuperioodi panna; asjad ei toimu Maal alati pidevalt.

Saame laboris teemante kasvatada ja saame seal olusid simuleerida. Kuid on teemasid, mida peame laboris teemantide kasvatamiseks tegema, kuid pole ilmne, kuidas see Maa peal toimub. Laboris kasvatatakse neid tavaliselt, kuid leidub ka katalüsaatorit. Teemantide kasvu põhjustamiseks lisatakse sageli metalle, kuid Maa ülemisest vahevööst pärinevates teemantides neid samu katalüsaatoreid ei täheldata.

Kui vanad teemandid siis on?

Kõik teemandid, niipalju kui me teame, on Maal üsna vanad. Enamik teemantide moodustumist toimus tõenäoliselt Maa ajaloo esimese paari miljardi aasta jooksul. Avastatud on teemantimaardlaid, mis on nooremad - kivim ise, Kimberlite, on võib-olla vaid kümneid sadu miljoneid aastaid vana. Teemandite dateerimise viis vaatab tavaliselt teemandi muude mineraalide kandjaid, mida saab radioaktiivselt dateerida. Teemante ise ei saa dateerida. Kuid kui mineraalide lisandid sisaldavad teatud elemente, näiteks kaaliumi, ja asju, mida saab kasutada radioaktiivse tutvumisskeemi korral, siis teemandisse kaasamise teel saate teatud tähenduse teemandi enda vanusest. Ja need kuupäevad viitavad sellele, et teemandid on üsna vanad. Vähemalt sadade miljonite aastate vanune, kuid enamikul juhtudel miljardite aastate vanune, kuskil ühe kuni kolme miljardi aasta vanune aeg, mil maakera oli ilmselt kuumem kui praegu ja seega olid tingimused teemantide kasvu jaoks ehk sobivamad.

Kui vana on kuulus Hope Diamond Smithsoniani loodusmuuseumis?

Lootuse teemant on vähemalt miljard aastat vana. Te ei näe algset kivimit, mis teemante pinnale kandis, kuid nad on Indias leidnud mõned kimberliidid, millel on tõendeid teemantide kohta. Need Kimberlid on vähemalt miljard aastat vanad. Nii võib arvata, et Hope teemant ja sarnased teemandid, mida Indias leiti, toodi pinnale vähemalt miljard aastat tagasi ja võib-olla ka kauem. Nii et meil on mugav öelda, et Hope Diamond on vähemalt miljard aastat vana. Kui vaadata enamiku teiste teemantide vanuselist levikut, on see tõenäoliselt palju vanem.

Mis teeb Hope Diamondist nii ebatavalise?

Selle suurus ja värv muudavad selle väga ebatavaliseks. Kui mõelda teemantide kaevandamise ajaloole, on kunagi leitud ainult üks teemant, mis on loonud tumesinise teemandi, mis on Lootusteemandi suuruse ja kvaliteediga. See annab teile aimu, kui ebatavaline ja kui tähelepanuväärne see on. Olen jällegi alati väitnud, et see on sama tähelepanuväärne kui loodusloome objekt, Maa toode, kuna see on inimese poolt lõigatud kalliskivi. Enamasti, kui inimesed kirjutavad Hope Diamondist, alustatakse sõnadega "Noh, see leiti Indiast". Osa sellest, mida ma alati inimestele üritan öelda, on see, et lugu algas palju varem. Paljud teemandid ei jõua selleni kunagi, sest nad lihtsalt ei elanud kõiki neid asju, mis pidid juhtuma.

Teises osas saate teada värviliste teemantide kohta, kuidas teadlased laboris sünteetilisi versioone kasvatavad, ja ülemaailmsetest jõupingutustest konfliktiteemantide müügi ohjeldamiseks. Selle kolmeosalise sarja viimase osamakse käigus avastage Smithsoniani kollektsiooni taga põnevaid lugusid.

Teemandid maandamata