Kako nastaju dijamanti?
Povezani sadržaj
- Dijamanti nisu pronađeni
- Dijamanti nisu pronađeni
Dijamanti se formiraju duboko unutar Zemlje oko 100 milja ili tako ispod površine u gornjem plaštu. Očito je u tom dijelu Zemlje jako vruće. Puno je pritiska, težina nadolazeće stijene koja se spušta, tako da je kombinacija visoke temperature i visokog pritiska ono što je potrebno za rast dijamantskih kristala u Zemlji. Koliko znamo, svi dijamanti koji su se formirali na Zemlji formirali su se pod takvim uvjetima i, naravno, to je dio Zemlje koji ne možemo izravno uzorkovati. Mi nemamo nikakav način bušenja do te dubine niti bilo koji drugi način putovanja do gornjeg plašta Zemlje.
Kako dijamanti putuju na površinu Zemlje?
Dijamanti koje vidimo na površini su oni koji se na površinu dovode vrlo dubokom vulkanskom erupcijom. To je vrlo posebna vrsta erupcije, za koju se mislilo da je prilično nasilna, koja se dogodila davno u Zemljinoj povijesti. U posljednje vrijeme nismo vidjeli takve erupcije. Vjerojatno su bili u vrijeme kada je zemlja bila vruća i to je razlog zašto su se te erupcije još više ukorijenile. Te su erupcije tada nosile već formirane dijamante iz gornjeg plašta na površinu Zemlje. Kad je erupcija dospjela na površinu, sagradila je gomilu vulkanskog materijala koji se na kraju ohladio, a dijamanti su unutar toga. Riječ je o takozvanim Kimberlitima koji su obično izvor mnogih svjetskih miniranih dijamanata.
Jedna od stvari koju znamo o bilo kojem dijamantu koji je iznesen na površinu jest da se proces erupcije Kimberlita koji dovodi dijamante iz gornjeg plašta na površinu Zemlje mora dogoditi vrlo brzo, jer ako putuju predugo i pre sporo bi se doslovno pretvorili u grafit na putu. Tako su se brzo kretanjem oni u biti pričvrstili na dijamantsku strukturu. Nakon što su dijamanti vrlo brzo dovedeni s visoke temperature na nisku temperaturu - i brzo, znači u roku od nekoliko sati - ove erupcije, ove Kimberlite cijevi koje se kreću prema površini možda su putovale brzinom od 20 do 30 milja po sat. Jednom kada se dijamanti iznose na površinu i relativno brzo ohlade, ti se atomi ugljika pričvršćuju na mjesto i nema dovoljno energije da ih sada počnemo preuređivati u grafit.
Kakva je uloga ugljika u oblikovanju dijamanata?
Dijamanti su napravljeni od ugljika tako da se formiraju kao ugljikovi atomi pod visokom temperaturom i pritiskom; vežu se zajedno kako bi započeli rasti kristali. Zbog temperature i tlaka, u tim uvjetima, ugljikovi atomi će se međusobno vezati u ovom vrlo jakom tipu vezivanja gdje je svaki ugljikov atom vezan na četiri druga ugljikova atoma. Zato je dijamant tako tvrd materijal jer svaki ugljikov atom sudjeluje u četiri ove vrlo jake kovalentne veze koje se formiraju između ugljikovih atoma. Tako kao rezultat dobivate ovaj tvrdi materijal. Opet odakle dolazi ugljik, kako brzo rastu, to su još uvijek otvorena pitanja, ali očito je da su uvjeti takvi da imate neku grupu ugljikovih atoma koji su u tolikoj blizini da se počinju vezati. Kako se drugi atomi ugljika kreću u blizini, oni će se učvrstiti. Na taj način raste bilo koji kristal. Proces postavljanja atoma na mjesto stvara tu ponavljajuću mrežu, tu strukturu ugljikovih atoma, koja na kraju postaje dovoljno velika da stvara kristale koje možemo vidjeti. Svaki od tih kristala, svaki dijamant, jedan karatni dijamant, predstavljaju doslovno milijarde i milijarde ugljikovih atoma koje su se svi morali učvrstiti da bi tvorili ovu vrlo urednu kristalnu strukturu.
Spomenuli ste da znanstvenici ne znaju odakle dolazi ugljik. Koji su mogući izvori?
Čini se da je u nekim slučajevima ugljik nastao unutar plašta Zemlje, dakle ugljik koji je već bio na Zemlji. U drugim slučajevima, postoje vrlo znatiželjni dokazi da ugljik može nastati blizu površine Zemlje. Mislim da je taj ugljik mogao doslovno biti ugljik koji je bio dio karbonatnih sedimenata ili životinja, biljaka, školjki, bilo čega, što je preneseno u gornji plašt Zemlje mehanizmom tektonske ploče nazvanim subdukcija.
Koliko vremena je potrebno da se dijamanti oblikuju?
Mi stvarno ne znamo koliko traje. Pokušali smo pokušati uklopiti inkluzije u različitim dijelovima dijamanata, a oni su uglavnom bili neuspješni. Može biti da se dijamanti formiraju kroz razdoblja u kratkom vremenu kao što su dani, tjedni, mjeseci do milijuni godina. Kao i kod mnogih kristala koji rastu na Zemlji, to obično nije kontinuirani proces. Dijamanti mogu početi rasti i tada može doći do prekida iz nekog razloga - promjene uvjeta, temperature, pritiska, izvora ugljika, bilo čega - i mogli bi sjediti milijune, stotine milijuna godina, a zatim ponovno početi rasti, To je dio problema pokušaja stavljanja nekakvog razdoblja rasta na njih; stvari se ne događaju stalno na Zemlji.
U laboratoriju možemo uzgajati dijamante i tamo možemo simulirati uvjete. Ali postoje neke stvari koje moramo učiniti da uzgojimo dijamante u laboratoriju koje nisu očite kako se to događa na Zemlji. U laboratoriju se obično uzgajaju, ali postoji neki katalizator. Često se dodaju neki metali da bi se dijamanti povećali, ali ti isti katalizatori se ne opažaju kod dijamanata s gornjeg plašta Zemlje.
Koliko su tada stari dijamanti?
Svi dijamanti, koliko znamo, na Zemlji su prilično stari. Većina nastajanja dijamanata vjerojatno se dogodila na Zemlji u prvih par milijardi godina Zemljine povijesti. Otkriveni su nalazišta dijamanata koji su mlađi - sama stijena, Kimberlite, stara je tek nekoliko desetaka stotina milijuna godina. Način na koji daju dijamante obično gleda na uključivanje drugih minerala u dijamantu koji se mogu radioaktivno datirati. Dijamanti se ne mogu datirati. Ali ako mineralne inkluzije sadrže određene elemente poput kalija i stvari koje se mogu upotrijebiti u radioaktivnoj shemi datiranja, tada datiranjem uključivanja u dijamant dobivate određeni osjećaj starosti samog dijamanta. A ti datumi uvijek sugeriraju da su dijamanti prilično stari. Barem stotine milijuna godina, ali u većini slučajeva milijarde godina, bilo gdje od jedne do tri milijarde godina, vrijeme kada je zemlja bila vjerojatno toplija nego što je danas, pa su uvjeti možda bili prikladniji za rast dijamanata.
Koliko je godina čuveni Dijamant nade izložen u Smithsonian's Natural History Museumu?
Dijamant Hope star je najmanje milijardu godina. Ne vidite izvornu stijenu koja je dijamante iznijela na površinu, ali su u Indiji pronašli neke Kimberlites koji imaju dokaze o dijamantima. Ti Kimberliti datiraju najmanje milijardu godina. Dakle, to sugerira da su dijamanti Hope i slični dijamanti pronađeni u Indiji izneseni na površinu prije najmanje milijardu godina, a možda i duže vremena. Stoga nam je ugodno reći da je Dijamant nade star najmanje milijardu godina. Kada pogledate širenje dobi većine drugih dijamanata, to je vjerojatno mnogo starije od toga.
Zbog čega je Dijamant nade toliko neobičan?
Njegova veličina i boja čine ga vrlo neobičnim. Kada razmišljate o povijesti ljudi koji su iskopali dijamante, ikada je pronađen samo jedan dijamant koji je proizveo tamnoplavi dijamant veličine i kvalitete dijamanta nade. To vam daje osjećaj koliko je to neobično i koliko nevjerojatno. Opet, uvijek sam tvrdio da je izvanredan kao i predmet prirodne povijesti, kao proizvod Zemlje, kao što je dragulj izrezan od ljudi. Većinu vremena kada ljudi pišu o Dijamantu s nadom, započinju s "Pa, pronađen je u Indiji." Dio točke koju uvijek pokušavam prenijeti ljudima zaista je priča počela mnogo prije. Mnogi dijamanti nikada ne dođu do te točke jer jednostavno nisu preživjeli sve ove stvari koje su se morale dogoditi.
U drugom dijelu saznajte više o obojenim dijamantima, kako znanstvenici uzgajaju sintetičke verzije u laboratoriju i globalnim naporima da se suzbije prodaja dijamanta. U posljednjem dijelu ove trodijelne serije otkrijte fascinantne priče iza Smithsonianove kolekcije.
