Jak tworzą się diamenty w naturze?

Diament od dawna jest standardem wytrzymałości, niezniszczalności i stabilności. Warto jednak wiedzieć, jak powstają diamenty.

Nie tak niewielu ludzi przynajmniej raz w życiu trzymało diamenty w rękach. Ale jeśli chodzi o pochodzenie referencyjnego klejnotu, sytuacja jest znacznie gorsza. Nawet doświadczeni mineralogi i geolodzy nie mogą z całą pewnością stwierdzić, która wersja jest prawdziwa.

Diamenty stały się znane na długo przed naszą erą. Nie można było przejść obok kamienia o tak niezwykłych właściwościach.

Jedna ze starych legend mówi, że:

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

Starożytna indyjska mitologia twierdziła, że ​​diament pojawia się w naturze po połączeniu pięciu podstawowych zasad naturalnych. Należą do nich:

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

W starożytnych rękopisach natychmiast zaczęli zauważać, że diament jest bardzo twardy i ma niezwykły blask. Często pisano, że ten minerał może pojawić się „na skale, w morzu i na wzgórzach nad kopalniami złota”.

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

Musimy oddać hołd ludowi starożytności i średniowiecza. Poszukiwanie prawdziwego powodu powstawania diamentu pokazuje, że ludzka myśl nigdy nie stała w miejscu. A jednak pierwsze poważne wersje jego wyglądu można było przedstawić dopiero po 1797 r. - wtedy dokładnie ustalono skład chemiczny tego minerału.

Nieco później odkryto, że różnica między diamentem, grafitem i różnymi rodzajami węgla wynika z rozmieszczenia atomów w sieci krystalicznej.

Istotą tej koncepcji jest 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. Tam na grafit oddziaływała jednocześnie wysoka temperatura około 1 tysiąca stopni i ciśnienie 50 tysięcy atmosfer.

Jedna wersja tej wersji sugeruje, że kamienie półszlachetne powstały już na powierzchni ziemi.

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

Istnieje alternatywne założenie, że klejnoty powstają ze skał ultrabazowych.

Dopiero później, gdy magma wstała, wraz z nią wyrzucono kamień. Zdecydowana większość geologów skłania się właśnie do takiego podejścia. Wersja pośrednia polega na tym, że diamenty powstają, gdy magma już zaczęła przesuwać się w górę, ale jeszcze nie dotarła do otworu wentylacyjnego.

Takie zmiany strukturalne znacznie wzmacniają sam kamień i nadają mu właściwości, które są tak cenne na rynku towarowym.

Poprzednie rezerwy diamentów związane ze starożytnymi złożami i rurami kimberlitowymi stają się coraz mniej powszechne. A potrzeba kamieni jest wielka. Czasami mieszkańcy obszarów wulkanicznych jakiś czas po erupcji wydobywają najtwardszy minerał z utwardzonej lawy. Ale warunki wymagane do jego pojawienia się są uzyskiwane nie tylko z powodu procesów wulkanicznych, podczas gdy niektórzy badacze diamentów zwracają uwagę nie tylko na głębokości Ziemi, ale także w górę.

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

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

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

Bardziej popularnym poglądem jest to, że kamień pojawia się już po uderzeniu w powierzchnię ziemi. Proces ten powoduje uwolnienie znacznej energii mechanicznej i cieplnej.

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

Obserwacje spektrograficzne wykazały, że gazowy węgiel (w czystej postaci lub w połączeniu z azotem, wodorem) występuje w atmosferze Słońca. Astronomowie i kosmolodzy uważają, że ten pierwiastek był także w kolosalnych skrzepach gazu, pyłu, który stał się prekursorem wszystkich planet. Po schłodzeniu gazy skroplone. Stopniowo substancje płynne były rozprowadzane masowo: cięższe spadały, a lekkie unosiły się.

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

Na obecnym etapie historii geologicznej naszej planety stanowi ona około 1%. Taka wycieczka pozwala na wyciągnięcie paradoksalnego wniosku: nie ma głębokich sprzeczności między hipotezami wulkanicznymi i kosmicznymi.

Różnica polega tylko na tym, w jaki sposób dotarła do określonego miejsca. Eksperci uważają, że większość węgla znajduje się teraz w zewnętrznej części płaszcza, ponieważ wysoka temperatura i ciśnienie prowadzą do tworzenia związków podstawowej substancji z metalami ciężkimi. Ale niektóre atomy węgla są ze sobą związane.

Nawet słynny Vernadsky i Fersman wysunęli założenie, że tak powstają diamenty. Dwóch naukowców posiada schemat geochemicznych przekształceń węgla. Zgodnie z tym klasycznym schematem zarówno diament, jak i grafit są skoncentrowane głównie w dolnych warstwach litosfery.

Najgłębsze studnie na Ziemi dochodzą tylko do głębokości 10-12 km. W tym przypadku zarodkowanie diamentów, nawet według Fersmana, występuje na głębokościach nie mniejszych niż 30-40 km. Jest to dokładnie średnia grubość skorupy ziemskiej. Sprawdzenie wersji płaszcza na obecnym poziomie wiercenia jest tym bardziej niemożliwe. Wracając do wersji płaszcza-magmatyki, warto zauważyć, że zgodnie z nią węgiel może zmienić się w diamenty, jeśli:

• przez setki milionów lat istnieć będzie chemicznie jednorodny ośrodek;
• będzie to wspierać słabe gradienty termiczne;
• ciśnienie będzie konsekwentnie przekraczać 5 tysięcy Pa.

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

Innym niezbędnym warunkiem „sukcesu” jest obecność diatreme lub przełomów skorupy ziemskiej. Na platformach kontynentalnych może przeniknąć magmiczny stop nasycony znacznymi ilościami gazów. W rezultacie powstają dobrze znane kimberlitowe rury.

Istnieje alternatywna wersja płynna, zgodnie z którą najsilniejszy minerał krystalizuje na płytszej głębokości. Punktem wyjścia jest rozkład metanu lub jego niepełne utlenienie. Utleniacz jest mieszaniną wodoru, węgla, tlenu i siarki. Cztery pierwiastki mogą znajdować się zarówno w stanie skupienia płynnym, jak i gazowym.

Wynika to z płynnej hipotezy, że diamenty mogą pojawiać się w temperaturze 1 tysiąca stopni, działając jednocześnie pod ciśnieniem od 100 do 500 paskali.

W innych miejscach wydobycie na dużą skalę jest niepraktyczne. Z biegiem czasu procesy geologiczne prowadzą do zniszczenia górnej części złóż pierwotnych. Stamtąd diamenty są porywane (i w przeszłości) przez przepływającą wodę. Przy powtarzającym się osadzaniu minerału pojawiają się placery.

Zobacz następny film z sekretem pochodzenia diamentów.