Jak powstają diamenty w naturze?

Przez długi czas diament stał się standardem siły, niezwyciężoności i stabilności. Warto jednak wiedzieć, w jaki sposób powstają diamenty.

Niewiele osób przynajmniej raz w życiu trzymało w rękach biżuterię z diamentami. Ale jeśli chodzi o pochodzenie klejnotu referencyjnego, sytuacja jest znacznie gorsza. Nawet doświadczeni mineralogowie i geolodzy nie mogą z całą pewnością stwierdzić, która wersja jest prawdziwa.

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

Jedna ze starych legend mówi, że:

• kryształy diamentu są żywymi istotami;
• mogą być różnej płci;
• organizmy te „spożywają niebiańską rosę”;
• mogą rosnąć, a nawet się rozmnażać.

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

• powietrze;
• woda;
• Ziemia;
• niebo;
• energia.

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

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

Musimy oddać hołd ludziom starożytności i średniowiecza. Poszukiwanie prawdziwej przyczyny powstania diamentu pokazuje, że myśl ludzka nigdy nie stanęła w miejscu. A jednak pierwsze poważne wersje jego wyglądu można było przedstawić dopiero po 1797 r. - wtedy dokładnie ustalono skład chemiczny minerału.

Nieco później odkryto, że różnica między diamentem, grafitem i różnymi rodzajami węgla wynika z ułożenia atomów w sieciach krystalicznych.

Istotą koncepcji jest pojawienie się tych minerałów w wyniku ruchu magmy. Przyjmuje 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 grafit był jednocześnie pod wpływem wysokiej temperatury około 1000 stopni i ciśnienia 50 000 atmosfer.

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

Stało się to w wyniku krzepnięcia lawy w kontakcie z powietrzem. Problem w 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, według którego kamienie szlachetne powstają ze skał ultrabazowych.

Dopiero później, gdy magma uniosła się w górę, wyrzucono z nią kamień. Zdecydowana większość geologów skłania się ku temu podejściu. Wersja pośrednia polega na tym, że diamenty powstają, gdy magma już zaczęła się poruszać w górę, ale jeszcze nie dotarła do otworu wentylacyjnego.

Takie zmiany w strukturze znacznie wzmacniają sam kamień i nadają mu tak cenione na rynku towarowym walory.

Dawne złoża diamentów związane ze starożytnymi złożami i rurami kimberlitowymi są coraz rzadsze. A zapotrzebowanie na kamienie jest ogromne. Czasami mieszkańcy regionów wulkanicznych jakiś czas po erupcjach wydobywają z zastygłej lawy najtwardszy minerał. Ale warunki potrzebne do jego pojawienia się uzyskuje się nie tylko dzięki procesom wulkanicznym, podczas gdy niektórzy badacze diamentów zwracają uwagę nie tylko na głębię Ziemi, ale także w górę.

Wielokrotnie, nawet podczas badania fragmentów meteorytów, znajdowano całe diamenty (lub ich pojedyncze cząstki). Jakość tych minerałów była doskonała.

Kiedyś, gdy w Stanach Zjednoczonych spadł meteoryt, w ścianach krateru znaleziono drogocenne kamienie. Ale różniły się nieco od zwykłych opcji. Różnica, według niektórych źródeł, dotyczy struktury sieci krystalicznej - nie znajduje ona odzwierciedlenia w wyglądzie zewnętrznym.

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

Bardziej popularnym pomysłem 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 centrum (gdzie krater pozostanie) gwałtownie wzrośnie. Czynniki te prowadzą do charakterystycznej przemiany węgla.

Obserwacje spektrograficzne wykazały, że gazowy węgiel (w postaci czystej lub w połączeniu z azotem, wodorem) jest obecny w atmosferze Słońca. Astronomowie i kosmolodzy uważają, że pierwiastek ten znajdował się również w kolosalnych skrzepach gazu, pyłu, które stały się zwiastunami wszystkich planet. Podczas chłodzenia gazy uległy skropleniu. Stopniowo na masie rozprowadzały się płynne substancje: cięższe opadały, a lżejsze unosiły się w górę.

Płynne masy magmowe w początkowym okresie rozwoju Ziemi z łatwością przebijały się przez cienką warstwę skorupy ziemskiej. Węgiel aktywnie reagował z wodorem. W rezultacie skorupa ziemska stopniowo traciła ten pierwiastek chemiczny.

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

Jedyna różnica polega na tym, w jaki sposób dotarła do określonego miejsca. Eksperci uważają, że większość węgla znajduje się obecnie w zewnętrznej części płaszcza, ponieważ tam wysoka temperatura i ciśnienie prowadzą do powstania związków substancji podstawowej z metalami ciężkimi. Ale niektóre atomy węgla są ze sobą połączone.

Nawet słynny Vernadsky i Fersman wysuwali założenie, że tak rodzą się diamenty. Schemat geochemicznych przemian węgla należy do dwóch naukowców. Zgodnie z tym klasycznym schematem zarówno diament, jak i grafit są skoncentrowane głównie w dolnych warstwach litosfery.

Najgłębsze studnie na Ziemi osiągają tylko głębokość 10-12 km. Jednocześnie zarodkowanie diamentów, nawet według wersji Fersmana, następuje na głębokości co najmniej 30-40 km. To jest średnia grubość skorupy ziemskiej. Nie będzie możliwości sprawdzenia wersji płaszcza na obecnym poziomie wiercenia. Wracając do wersji płaszczowo-magicznej, warto zaznaczyć, że zgodnie z nią węgiel może zamienić się w diamenty, jeśli:

• jednorodne chemicznie środowisko będzie istnieć przez setki milionów lat;
• przy zachowaniu słabych gradientów termicznych;
• ciśnienie stabilnie przekroczy 5 tys. Pa.

Odpowiednie parametry, oparte na koncepcjach współczesnej geologii, osiąga się na głębokości od 100 do 200 km.

Kolejnym niezbędnym warunkiem „sukcesu” jest obecność diatremów lub przełomów w skorupie ziemskiej. Na platformach kontynentalnych może przez nią przebić stopiona magma nasycona zauważalną ilością gazów. W rezultacie powstają dobrze znane rury kimberlitowe.

Istnieje również alternatywna wersja fluidu, zgodnie z którą najsilniejszy minerał krystalizuje na płytszej głębokości. Punktem wyjścia jest rozpad metanu lub jego niecałkowite utlenienie. Środek utleniający jest mieszaniną wodoru, węgla, tlenu i siarki. Cztery pierwiastki mogą znajdować się w stanie skupienia zarówno w stanie ciekłym, jak i gazowym.

Z hipotezy płynnej wynika, że: diamenty mogą pojawiać się w temperaturze 1000 stopni, działając jednocześnie z ciśnieniem od 100 do 500 paskali.

Wydobycie na dużą skalę w innych miejscach jest niepraktyczne. Z biegiem czasu procesy geologiczne prowadzą do zniszczenia górnej części osadów pierwotnych. Diamenty stamtąd są unoszone (i unoszone w przeszłości) przez płynącą wodę. Kiedy minerał zostanie ponownie osadzony, pojawiają się placery.

Tajemnicę pochodzenia diamentów znajdziesz w następnym filmie.