jak powstają diamenty?
diamenty powstają głęboko w ziemi około 100 mil pod powierzchnią w górnym płaszczu. Oczywiście w tej części Ziemi jest bardzo gorąco. Jest duże ciśnienie, ciężar skały opadającej w dół, więc połączenie wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia jest tym, co jest konieczne, aby wyhodować kryształy diamentu w ziemi., O ile wiemy, wszystkie diamenty, które powstały na Ziemi, powstały w takich warunkach i oczywiście jest to część ziemi, której nie możemy bezpośrednio pobrać. Nie mamy żadnego sposobu wiercenia do tej głębokości, ani żadnego innego sposobu podróżowania w dół do górnego płaszcza Ziemi.
jak diamenty podróżują na powierzchnię ziemi?
diamenty, które widzimy na powierzchni, to te, które są sprowadzane na powierzchnię przez bardzo głęboko zakorzenioną erupcję wulkanu. To bardzo szczególny rodzaj erupcji, uważanej za dość gwałtowną, która miała miejsce dawno temu w historii Ziemi., Nie widzieliśmy takich erupcji w ostatnich czasach. Były one prawdopodobnie w czasie, gdy ziemia była cieplejsza, i to prawdopodobnie dlatego te erupcje były głębiej zakorzenione. Erupcje te następnie przenosiły już uformowane diamenty z górnego płaszcza na powierzchnię ziemi. Kiedy erupcja osiągnęła powierzchnię, zbudowała kopiec materiału wulkanicznego, który ostatecznie ochłodził, a diamenty są w nim zawarte. Są to tak zwane Kimberlity, które są zazwyczaj źródłem wielu wydobywanych diamentów na świecie.,
jedną z rzeczy, które wiemy, o wszelkich diamentów, które zostały przywiezione na powierzchnię jest to, że proces erupcji Kimberlite przynosząc diamenty z górnego płaszcza na powierzchnię ziemi musiał nastąpić bardzo szybko, ponieważ gdyby podróżowali zbyt długo i zbyt wolno, dosłownie zamieniliby się w grafit po drodze. I tak, poruszając się szybko, zasadniczo zostali zablokowani na miejscu w strukturze diamentu., Gdy diamenty zostały sprowadzone z wysokiej temperatury do niskiej temperatury bardzo szybko—a przez to szybko, mamy na myśli w ciągu kilku godzin-te erupcje, te rury Kimberlitowe poruszające się na powierzchnię, mogły podróżować z prędkością 20 do 30 mil na godzinę. Gdy diamenty wyjdą na powierzchnię i stosunkowo szybko się ochłodzą, atomy węgla są zablokowane na miejscu i nie ma wystarczającej ilości energii, aby zacząć przekształcać je w grafit.
jaka jest rola węgla w formowaniu diamentów?,
diamenty są wykonane z węgla, więc tworzą się jako atomy węgla pod wysoką temperaturą i ciśnieniem; łączą się ze sobą, aby zacząć rosnąć kryształy. Ze względu na temperaturę i ciśnienie, w tych warunkach, atomy węgla będą wiązać się ze sobą w tym bardzo silnym rodzaju wiązania, gdzie każdy atom węgla jest związany z czterema innymi atomami węgla. Dlatego diament jest tak twardym materiałem, ponieważ każdy atom węgla uczestniczy w czterech z tych bardzo silnych wiązań kowalencyjnych, które tworzą się między atomami węgla. W rezultacie otrzymujesz ten twardy materiał., Ponownie, skąd pochodzi węgiel, jak szybko rośnie, to wszystko są wciąż otwarte pytania, ale oczywiście warunki są takie, że masz jakąś grupę atomów węgla, które są na tyle blisko, że zaczynają się wiązać. Gdy inne atomy węgla poruszają się w pobliżu, przyłączają się do nich. Tak rośnie każdy kryształ. To proces blokowania się atomów, który tworzy powtarzającą się sieć, strukturę atomów węgla, która w końcu rośnie na tyle, że produkuje kryształy, które możemy zobaczyć., Każdy z tych kryształów, każdy diament, jeden Karat diamentu, reprezentuje dosłownie miliardy i miliardy atomów węgla, które wszystkie musiały się zablokować, aby utworzyć tę bardzo uporządkowaną strukturę krystaliczną.
wspomniałeś, że naukowcy nie wiedzą, skąd pochodzi węgiel. Jakie są możliwe źródła?
w niektórych przypadkach węgiel wydaje się pochodzić z płaszcza Ziemi, więc węgiel, który był już w ziemi. W innych przypadkach istnieją bardzo ciekawe dowody sugerujące, że węgiel mógł powstać w pobliżu powierzchni Ziemi., Uważa się, że ten węgiel mógł być dosłownie węglem, który był częścią osadów węglanowych lub zwierząt, roślin, muszli, cokolwiek, który został przeniesiony do górnego płaszcza Ziemi przez mechanizm tektoniki płyt, zwany subdukcją.
jak długo trwa formowanie diamentów?
naprawdę nie wiemy, jak długo to trwa. Podjęto próby datowania inkluzji w różnych częściach diamentów, a te w dużej mierze zakończyły się niepowodzeniem. Może być tak, że diamenty tworzą się w okresach tak krótkim czasie, jak dni, tygodnie, miesiące do milionów lat., Zazwyczaj, jak w przypadku wielu kryształów, które rosną na ziemi, nie jest to ciągły proces. Diamenty mogą zacząć rosnąć, a potem może nastąpić przerwa z jakiegoś powodu-zmiana warunków, temperatury, ciśnienia, źródła węgla, cokolwiek-i mogą siedzieć przez miliony, setki milionów lat, a następnie zacząć rosnąć ponownie. To jest część problemu próby wprowadzenia na nich pewnego rodzaju okresu wzrostu; rzeczy nie zawsze występują w sposób ciągły na Ziemi.
możemy hodować diamenty w laboratorium i symulować tam warunki., Ale są rzeczy, które musimy zrobić, aby hodować diamenty w laboratorium, które nie są oczywiste, jak to się dzieje na Ziemi. W laboratorium są zwykle uprawiane, ale są też katalizatory. Niektóre metale są często dodawane, aby spowodować wzrost diamentów, ale te same katalizatory nie są obserwowane w diamentach z górnego płaszcza Ziemi.
ile lat mają wtedy diamenty?
wszystkie diamenty, o ile wiemy, są dość stare Na Ziemi. Większość formacji diamentów prawdopodobnie miała miejsce na ziemi w pierwszych kilku miliardach lat historii Ziemi., Odkryto złoża diamentów, które są młodsze—sama skała, Kimberlit, ma być może dziesiątki setek milionów lat. Sposób, w jaki datują diamenty, zwykle polega na obserwowaniu inkluzji innych minerałów w Diamencie, które mogą być radioaktywnie datowane. Same diamenty nie mogą być datowane. Ale jeśli inkluzje mineralne zawierają pewne pierwiastki, takie jak potas i rzeczy, które mogą być używane w systemie datowania radioaktywnego, to datując włączenie do diamentu, masz poczucie wieku samego diamentu., A te daty zawsze sugerują, że diamenty są dość stare. Co najmniej setki milionów lat, ale w większości przypadków miliardy lat, wszędzie od jednego do trzech miliardów lat, w czasie, gdy ziemia była prawdopodobnie cieplejsza niż jest dzisiaj, a więc warunki były być może bardziej odpowiednie dla wzrostu diamentów.
ile lat ma słynny Diament Hope na wystawie w Muzeum Historii Naturalnej w Smithsonian?
Diament nadziei ma co najmniej miliard lat., Nie widzisz oryginalnej skały, która niosła diamenty na powierzchnię, ale znaleźli pewne Kimberlity w Indiach, które mają dowody diamentów w nich. Te Kimberlity datowane są na co najmniej miliard lat. Sugeruje to, że diament Hope i podobne diamenty Znalezione w Indiach zostały wydobyte na powierzchnię co najmniej miliard lat temu i być może dłużej temu. Więc możemy powiedzieć, że diament Hope ma co najmniej miliard lat. Kiedy spojrzysz na rozkład wiekowy większości innych diamentów, prawdopodobnie jest o wiele starszy.
co sprawia, że diament Hope jest tak niezwykły?,
jego rozmiar i kolor sprawiają, że jest bardzo nietypowy. Kiedy myślisz o historii ludzi wydobywających diamenty, tylko jeden diament kiedykolwiek został znaleziony, który wyprodukował ciemnoniebieski diament wielkości i jakości diamentu Hope. To daje poczucie, jak niezwykłe i niezwykłe jest to. Powtarzam, zawsze twierdziłem, że jest tak niezwykły, jak obiekt Historii Naturalnej, jako produkt Ziemi, ponieważ jest to kamień szlachetny pocięty przez człowieka. Większość czasu, kiedy ludzie piszą o Diamencie nadziei, od którego zaczynają, ” Cóż, został znaleziony w Indiach.,”Częścią tego, co zawsze staram się przekazać ludziom, jest to, że historia zaczęła się znacznie wcześniej. Wiele diamentów nigdy nie dociera do tego punktu, ponieważ po prostu nie przetrwały wszystkich tych rzeczy, które musiały się wydarzyć.
w części drugiej dowiesz się o kolorowych diamentach, o tym, jak naukowcy opracowują syntetyczne wersje w laboratorium oraz o globalnych wysiłkach na rzecz ograniczenia sprzedaży diamentów konfliktowych. W ostatniej odsłonie tej trzyczęściowej serii odkryj fascynujące historie stojące za kolekcją Smithsonian.