Hvordan er diamanter dannet?
Diamanter er dannet dypt nede i Jorden for ca 100 mil eller så under overflaten i den øvre mantelen. Det er innlysende at en del av Jorden, det er veldig varmt. Det er mye press, vekten av den overliggende rock bærer ned, slik at kombinasjon av høy temperatur og høyt trykk er hva som er nødvendig for å vokse diamond krystaller i Jorden., Så vidt vi vet, alle diamanter som ble dannet i Jorden dannet under slike forhold, og, selvfølgelig, det er en del av Jorden, kan vi ikke direkte eksempel. Vi har ikke noen måte for boring til at dybde eller noen annen måte å reise ned til den øvre mantelen av Jorden.
Hvordan gjøre diamanter reise til overflaten av Jorden?
diamanter at vi ser på overflaten er de som er brakt til overflaten av en svært dyp vulkanutbrudd. Det er en veldig spesiell form for utbrudd, syntes å være ganske voldelig, som skjedde for lenge siden i Jordens historie., Vi har ikke sett slike utbrudd i nyere tid. De var trolig på et tidspunkt da jorden ble varmere, og det er sannsynligvis grunnen til at de utbruddene var mer dypt forankret. Disse utbruddene deretter bar det allerede dannet diamanter fra den øvre mantelen til overflaten av Jorden. Når utbruddet nådde overflaten er det bygget opp en haug av vulkansk materiale som til slutt avkjølt, og diamanter er inneholdt i det. Dette er den såkalte Kimberlites som er typiske kilder til mange av verdens minelagt diamanter.,
En av de tingene vi vet derfor, om noen diamanter som ble brakt til overflaten er at prosessen av Kimberlite utbrudd bringe diamanter fra den øvre mantelen til overflaten av Jorden måtte skje svært raskt, fordi om de var på reise for lange og for sakte, ville de ha bokstavelig talt slått inn grafitt underveis. Og så ved å flytte raskt de egentlig fikk låst på plass i diamond struktur., Når diamanter har blitt brakt fra høy temperatur lav temperatur svært raskt, og ved raskt, mener vi i løpet av noen timer—disse utbruddene disse Kimberlite rør flytte til overflaten, kan ha vært på reise i priser på 20 til 30 miles per time. Når diamanter er brakt til overflaten og kjøles ned relativt raskt, de karbonatomene er låst på plass og det er bare ikke nok energi til å nå begynne å ordne dem i grafitt.
Hva er carbon ‘ s rolle i dannelsen av diamanter?,
Diamanter er laget av karbon, slik at de skjema som karbon-atomer under høy temperatur og trykk, de bånd sammen til å begynne å vokse krystaller. På grunn av temperatur og trykk, i henhold til disse vilkårene, karbon-atomer vil binde seg til hver andre i denne svært sterk type binding hvor hvert karbonatom er bundet til fire andre karbonatomer. Det er derfor en diamant er et hardt materiale, fordi du har hvert karbonatom som deltar i fire av disse svært sterk covalent obligasjoner som dannes mellom karbonatomene. Så som et resultat kan du få dette hardt materiale., Igjen hvor karbon kommer fra, hvor fort de vokser, de er alle fortsatt åpne spørsmål, men tydeligvis forholdene er slik at du har fått noen gruppe av karbonatomer som er nær nok nærhet at de begynner å bond. Som andre karbonatomer flytte inn i den nærhet de vil legge på. Det er slik noen krystall vokser. Det er prosessen med atomer låse på plass som produserer dette gjentar nettverk, er denne strukturen av karbon-atomer, som til slutt vokser stort nok til at det gir krystaller som vi kan se., Hver av disse krystallene, hver diamant, en carat diamant, representerer bokstavelig talt milliarder og milliarder av karbonatomer som alle hadde for å låse på plass for å danne dette veldig ryddig krystallinsk struktur.
Du nevnte at forskerne ikke vet hvor karbon kommer fra. Hva er noen mulige kilder?
I noen tilfeller, karbon synes å ha sin opprinnelse i mantelen av Jorden, så karbon som allerede var på Jorden. I andre tilfeller, er det bevis veldig merkelig å foreslå at karbon kan ha sin opprinnelse i nærheten overflaten av Jorden., De tenker det er at dette karbonet kan bokstavelig talt har blitt karbon som var en del av karbonat sedimenter eller dyr, planter, skjell, hva, som var ført ned i den øvre mantelen av Jorden av platetektonikk mekanisme som kalles subduction.
Hvor lang tid tar det diamanter for å danne?
Vi vet ikke hvor lang tid det tar. Det har vært forsøk på å prøve å date inneslutninger i ulike deler av diamanter, og de har stort sett vært mislykket. Det kan være at diamanter form over perioder så kort tid som dager, uker, måneder til millioner av år., Vanligvis er, som med mange krystaller som vokser på Jorden, det er ikke en kontinuerlig prosess. Diamanter kan begynne å vokse, og da kan det være et avbrudd for noen grunn, en endring i betingelsene, temperatur, trykk, kilde av karbon, uansett—og at de kunne sitte for millioner, hundrevis av millioner av år, og så begynne å vokse igjen. Som er en del av problemet med å prøve å sette noen form for en vekst i perioden på dem; ting ikke alltid skjer kontinuerlig i Jorden.
Vi kan vokse diamanter i laboratoriet og vi kan simulere forholdene der., Men det er ting vi må gjøre for å vokse diamanter i laboratoriet som ikke er åpenbare for hvordan det som skjer på Jorden. I laboratoriet, de er vanligvis vokst, men det er noen katalysator. Noen metaller er ofte lagt til å føre diamanter å vokse, men disse samme katalysatorer er ikke observert i diamanter fra den øvre mantelen av Jorden.
Hvor gammel da er diamanter?
Alle diamanter, så vidt vi vet, er ganske gammel i Jorden. De fleste diamant formasjon trolig fant sted på Jorden i de første par milliarder år av Jordens historie., Det er diamant innskudd som har blitt oppdaget som yngre—rock seg selv, Kimberlite, er kanskje bare titalls hundrevis av millioner av år gammel. Måten de dato diamanter er vanligvis ser på inneslutninger av andre mineraler i diamond som kan være radioactively datert. Diamanter seg selv ikke kan være datert. Men hvis mineral inkluderinger inneholde visse elementer som kalium og ting som kan brukes i en radioaktiv datering ordningen, deretter av dating inkludering i diamond du får noen følelse av alder diamant selv., Og disse datoene alltid foreslå diamanter er ganske gamle. Minst hundrevis av millioner av år gamle, men i de fleste tilfeller er milliarder av år gammel, alt fra én til tre milliarder år gamle, en tid da jorden ble sannsynligvis varmere enn det er i dag, og så forholdene var kanskje mer passende for diamond vekst.
Hvor gammel er den berømte Håper Diamond utstilt på Smithsonian ‘ s Natural History Museum?
Håper diamond er minst en milliard år gamle., Du trenger ikke se den opprinnelige rock som bar diamanter til overflaten, men de har funnet noen Kimberlites i India som har bevis for diamanter i dem. De Kimberlites dato til minst en milliard år gamle. Slik som antyder Håper diamond og lignende diamantene ble funnet i India ble brakt til overflaten på minst en milliard år siden, og kanskje lenger siden. Så vi er komfortable sier at de Håper Diamond er minst en milliard år gamle. Når du ser på alder fordelt på de fleste andre diamanter, det er sannsynligvis mye eldre som det.
Hva gjør Håp Diamond så uvanlig?,
Sin størrelse og farge gjør det svært uvanlig. Når du tenker på historien av mennesker mining diamanter, bare en diamant har noensinne blitt funnet som har produsert en mørk-blå diamant, størrelse og kvalitet på den Håper Diamant. Det gir deg noen følelse av hvor uvanlig og hvordan det er bemerkelsesverdig. Igjen, jeg har alltid hevdet at det er like bemerkelsesverdig som en naturlig historie objekt, som et produkt av Jorden, som det er en human-cut gemstone. Mesteparten av tiden når folk skriver om Håp Diamond de begynner med, «Vel, det ble funnet i India.,»En del av poenget jeg prøver alltid å gjøre å mennesker er egentlig historien begynte en mye raskere. Mange diamanter ikke noen gang kommer til det punktet, fordi de bare ikke overleve alle disse ting som måtte ha skjedd.
I del to, lære om fargede ruter, hvordan forskere er økende syntetiske versjoner i lab, og global innsats for å dempe salget av konflikt diamanter. I den siste utgaven av denne tre-del-serien, oppdage fascinerende historier bak Smithsonian ‘ s samling.