hur bildas diamanter?

diamanter bildas djupt inne i jorden ca 100 miles eller så under ytan i den övre manteln. Uppenbarligen i den delen av jorden är det väldigt varmt. Det finns mycket tryck, vikten av den överliggande berget som ligger ner, så att kombinationen av hög temperatur och högt tryck är vad som är nödvändigt för att odla diamantkristaller i jorden., Såvitt vi vet, alla diamanter som bildas i jorden bildas under sådana förhållanden och, naturligtvis, det är en del av jorden vi inte kan direkt prov. Vi har inget sätt att borra till det djupet eller något annat sätt att resa ner till jordens övre mantel.

hur reser diamanter till jordens yta?

de diamanter som vi ser på ytan är de då som förs till ytan av en mycket djupt rotad vulkanutbrott. Det är en mycket speciell typ av utbrott, som tros vara ganska våldsam, som inträffade för länge sedan i jordens historia., Vi har inte sett sådana utbrott på senare tid. De var förmodligen vid en tidpunkt då jorden var varmare, och det var förmodligen därför dessa utbrott var djupare rotade. Dessa utbrott Bar sedan de redan bildade diamanterna från den övre manteln till jordens yta. När utbrottet nådde ytan byggde det upp en kulle av vulkaniskt material som så småningom kyldes, och diamanterna finns inom det. Dessa är de så kallade Kimberliterna som vanligtvis är källorna till många av världens minerade diamanter.,

en av de saker vi vet därför om några diamanter som fördes till ytan är att processen med Kimberliteutbrottet som förde diamanterna från den övre manteln till jordens yta måste ske mycket snabbt, för om de reser för länge och för långsamt skulle de bokstavligen ha blivit grafit längs vägen. Och så genom att flytta snabbt blev de i huvudsak låsta på plats i diamantstrukturen., När diamanterna har förts från hög temperatur till låg temperatur mycket snabbt-och med snabbt menar vi om några timmar – dessa utbrott, dessa Kimberlite rör som rör sig till ytan, kan ha färdats med en hastighet av 20 till 30 miles per timme. När diamanterna förs till ytan och kyls relativt snabbt, är dessa kolatomer låsta på plats och det finns bara inte tillräckligt med energi för att nu börja omplacera dem till grafit.

vad är carbon roll i att bilda diamanter?,

diamanter är gjorda av kol så att de bildar som kolatomer under en hög temperatur och tryck; de binder samman för att börja växa kristaller. På grund av temperatur och tryck, under dessa förhållanden, kolatomer kommer att binda till varandra i denna mycket starka typ av bindning där varje kolatom är bunden till fyra andra kolatomer. Därför är en diamant ett så hårt material eftersom du har varje kolatom som deltar i fyra av dessa mycket starka kovalenta bindningar som bildar mellan kolatomer. Så som ett resultat får du det här hårda materialet., Återigen där kolet kommer ifrån, hur snabbt de växer, är det fortfarande öppna frågor, men självklart är villkoren sådana att du har någon grupp kolatomer som ligger i närheten av varandra som de börjar binda. När andra kolatomer rör sig i närheten kommer de att fästa på. Det är så någon kristall växer. Det är processen av atomer låsning på plats som producerar denna upprepande nätverk, denna struktur av kolatomer, som så småningom växer tillräckligt stor för att den producerar kristaller som vi kan se., Var och en av dessa kristaller, varje diamant, en karat diamant, representerar bokstavligen miljarder och miljarder kolatomer som alla var tvungna att låsa på plats för att bilda denna mycket ordnade kristallina struktur.

Du nämnde att forskare inte vet var kolet kommer ifrån. Vad är några möjliga källor?

i vissa fall verkar kolet ha sitt ursprung i jordens mantel, så kol som redan fanns i jorden. I andra fall finns det bevis som tyder på att kolet kan ha sitt ursprung nära jordens yta., Tanken är att detta kol kunde ha bokstavligen varit kol som var en del av karbonatsediment eller djur, växter, skal, vad som helst, som genomfördes ner i jordens övre mantel av plattan tektonik mekanism som kallas subduktion.

hur lång tid tar det att bilda diamanter?

vi vet verkligen inte hur lång tid det tar. Det har varit försök att försöka hittills inneslutningar i olika delar av diamanter, och de har till stor del misslyckats. Det kan vara att diamanter form över perioder så kort tid som dagar, veckor, månader till miljontals år., Typiskt, som med många kristaller som växer på jorden, är det inte en kontinuerlig process. Diamanterna kan börja växa och då kan det finnas ett avbrott av någon anledning-en förändring av förhållanden, temperatur, tryck, kolkälla, vad som helst—och de kunde sitta i miljoner, hundratals miljoner år och sedan börja växa igen. Det är en del av problemet med att försöka sätta någon form av en tillväxtperiod på dem; saker sker inte alltid kontinuerligt i jorden.

vi kan odla diamanter i labbet och vi kan simulera förhållanden där., Men det finns saker vi måste göra för att odla diamanter i laboratoriet som inte är uppenbara hur det händer på jorden. I laboratoriet odlas de vanligtvis, men det finns en katalysator. Vissa metaller läggs ofta till för att få diamanterna att växa, men samma katalysatorer observeras inte i diamanterna från jordens övre mantel.

hur gammal är då diamanter?

alla diamanter, så vitt vi vet, är ganska gamla i jorden. De flesta diamantbildning ägde förmodligen rum på jorden under de första två miljarder åren av jordens historia., Det finns diamantfyndigheter som har upptäckts som är yngre-själva stenen, Kimberlite, är kanske bara tiotals hundratals miljoner år gammal. Hur de datum diamanter är vanligtvis tittar på inneslutningar av andra mineraler i diamanten som kan vara radioaktivt daterad. Diamanterna själva kan inte dateras. Men om mineralinneslutningar innehåller vissa element som kalium och saker som kan användas i ett radioaktivt datingsystem, då genom att datera införandet i diamanten får du en känsla av diamantens ålder., Och de datumen tyder alltid på att diamanterna är ganska gamla. Minst hundratals miljoner år gamla, men i de flesta fall miljarder år gamla, var som helst från en till tre miljarder år gammal, en tid då jorden förmodligen var varmare än den är idag och så var förhållandena kanske lämpligare för diamanttillväxt.

hur gammal är den berömda Hope Diamond på displayen på Smithsonian ’ s Natural History Museum?

Hope diamond är minst en miljard år gammal., Du ser inte den ursprungliga stenen som bar diamanterna till ytan, men de har hittat några kimberliter i Indien som har bevis på diamanter i dem. Kimberliterna är minst en miljard år gamla. Så det tyder på att hoppet diamant och liknande diamanter som finns i Indien fördes till ytan minst en miljard år sedan och kanske längre sedan. Så det är bekvämt att säga att Hope Diamond är minst en miljard år gammal. När man tittar på åldersspridningen av de flesta andra diamanter är det förmodligen mycket äldre att det.

vad gör hoppet diamant så ovanligt?,

dess storlek och färg gör det mycket ovanligt. När du tänker på historien om människor gruvdrift diamanter, bara en diamant har någonsin hittats som har producerat en mörkblå diamant storleken och kvaliteten på Hope diamanten. Det ger dig en känsla av hur ovanligt och hur anmärkningsvärt det är. Återigen har jag alltid hävdat att det är lika anmärkningsvärt som ett naturhistoriskt objekt, som en produkt av jorden, eftersom det är en mänsklig skuren ädelsten. För det mesta när folk skriver om Hope Diamond de börjar med, ”Jo det hittades i Indien.,”En del av den punkt jag alltid försöker göra till människor är verkligen historien började mycket tidigare. Många diamanter kommer aldrig till den punkten eftersom de bara inte överlevde alla dessa saker som måste ha hänt.

i del två lär du dig om färgade diamanter, hur forskare växer syntetiska versioner i labbet och globala ansträngningar för att begränsa försäljningen av konfliktdiamanter. I den sista delen av denna tredelade serie upptäcker du de fascinerande berättelserna bakom Smithsonians samling.