Elmaslar nasıl oluşur?
İlgili İçerik
Elmaslar, Dünya'nın derinliklerinde, üst mantoda yüzeyin yaklaşık 100 mil altında oluşur. Açıkçası, Dünya'nın bu kısmı çok sıcak. Çok fazla basınç var, üstteki kayanın ağırlığı düşüyor, bu yüzden yüksek sıcaklık ve yüksek basınç kombinasyonu, Dünya'da elmas kristalleri yetiştirmek için gerekli olan şey. Bildiğimiz kadarıyla, Dünya'da oluşan tüm elmaslar bu tür koşullar altında oluştu ve elbette bu, Dünya'nın doğrudan örnekleyemediğimiz bir parçası. O kadar derine inmenin veya Dünya'nın üst mantosuna inmenin başka bir yolu yok.
Elmaslar Dünya yüzeyine nasıl seyahat eder?
Yüzeyde gördüğümüz elmaslar, çok derinlerde yerleşik bir volkanik patlamayla yüzeye çıkarılan elmaslardır. Bu, Dünya tarihinde uzun zaman önce meydana gelen, oldukça şiddetli olduğu düşünülen çok özel bir tür patlamadır. Son zamanlarda böyle patlamalar görmemiştik. Muhtemelen dünyanın daha sıcak olduğu bir zamandaydılar ve muhtemelen bu patlamaların daha derinlere kök salmasının nedeni de buydu. Bu patlamalar daha sonra zaten oluşmuş elmasları üst mantodan Dünya'nın yüzeyine taşıdı. Patlama yüzeye ulaştığında, sonunda soğuyan bir volkanik malzeme höyüğü oluşturdu ve elmaslar bunun içinde yer aldı. Bunlar, tipik olarak dünyanın mayınlı elmaslarının çoğunun kaynağı olan sözde Kimberlitlerdir.
Bu nedenle, yüzeye çıkarılan herhangi bir elmas hakkında bildiğimiz şeylerden biri, elmasları üst mantodan Dünya'nın yüzeyine getiren Kimberlit patlaması sürecinin çok hızlı bir şekilde gerçekleşmesi gerektiğidir, çünkü onlar seyahat ediyor olsalardı. çok uzun ve çok yavaş yol boyunca kelimenin tam anlamıyla grafite dönüşeceklerdi. Ve böylece hızla hareket ederek elmas yapıya kilitlendiler. Elmaslar bir kez yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa çok hızlı bir şekilde getirildikten sonra - ve hızlı bir şekilde, birkaç saat içinde demek istiyoruz - bu patlamalar, yüzeye hareket eden bu Kimberlite boruları, 20 ila 30 mil hızla yol almış olabilir. saat. Elmaslar yüzeye getirildiğinde ve nispeten hızlı bir şekilde soğutulduğunda, bu karbon atomları yerlerine kilitlenir ve artık onları grafite yeniden düzenlemeye başlamak için yeterli enerji yoktur.
Elmas oluşumunda karbonun rolü nedir?
Elmaslar karbondan yapılmıştır, bu nedenle yüksek sıcaklık ve basınç altında karbon atomları oluştururlar; kristalleri büyütmeye başlamak için birbirine bağlanırlar. Sıcaklık ve basınç nedeniyle, bu koşullar altında, her bir karbon atomunun diğer dört karbon atomuna bağlandığı bu çok güçlü bağ türünde karbon atomları birbirine bağlanacaktır. Bu nedenle elmas çok sert bir malzemedir çünkü her bir karbon atomu, karbon atomları arasında oluşan bu çok güçlü kovalent bağlardan dördüne katılır. Sonuç olarak, bu sert malzemeyi elde edersiniz. Yine, karbonun nereden geldiği, ne kadar hızlı büyüdükleri, bunların hepsi hala cevapsız sorular, ama açıkçası koşullar öyle ki, birbirine yeterince yakın olan bir grup karbon atomuna sahip olursunuz. Diğer karbon atomları çevreye doğru hareket ederken tutunacaklardır. Herhangi bir kristal bu şekilde büyür. Bu tekrar eden ağı, karbon atomlarının bu yapısını üreten, sonunda görebildiğimiz kristalleri üretecek kadar büyüyecek olan atomların yerine kilitlenmesi sürecidir. Bu kristallerin her biri, her bir elmas, bir karat elmas, kelimenin tam anlamıyla, bu çok düzenli kristal yapıyı oluşturmak için yerine kilitlenmesi gereken milyarlarca ve milyarlarca karbon atomunu temsil eder.
Bilim adamlarının karbonun nereden geldiğini bilmediklerinden bahsettiniz. Bazı olası kaynaklar nelerdir?
Bazı durumlarda, karbon Dünya'nın mantosunda ortaya çıkmış gibi görünüyor, yani karbon zaten Dünya'daydı. Diğer durumlarda, karbonun Dünya'nın yüzeyinin yakınında ortaya çıkmış olabileceğini düşündüren çok ilginç kanıtlar var. Buradaki düşünce, bu karbonun kelimenin tam anlamıyla, karbonat çökeltilerinin veya hayvanların, bitkilerin, kabukların, her neyse, yitim adı verilen plaka tektoniği mekanizması tarafından Dünya'nın üst mantosuna taşınan bir parçası olan karbon olabileceğidir.
Elmasların oluşması ne kadar sürer?
Gerçekten ne kadar sürdüğünü bilmiyoruz. Pırlantaların farklı kısımlarındaki kalıntıları tarihlemeye çalışmak için girişimlerde bulunuldu ve bunlar büyük ölçüde başarısız oldu. Elmaslar günler, haftalar, aylar ya da milyonlarca yıl gibi kısa sürelerde oluşabilir. Tipik olarak, Dünya üzerinde büyüyen birçok kristalde olduğu gibi, bu sürekli bir süreç değildir. Elmaslar büyümeye başlayabilir ve sonra bir nedenden dolayı bir kesinti olabilir - koşullarda, sıcaklıkta, basınçta, karbon kaynağında, her neyse bir değişiklik - ve milyonlarca, yüz milyonlarca yıl boyunca oturabilir ve sonra tekrar büyümeye başlayabilirler. . Bu, onlara bir çeşit büyüme periyodu koymaya çalışmanın probleminin bir parçası; şeyler her zaman Dünya'da sürekli olarak meydana gelmez.
Laboratuvarda elmas yetiştirebiliriz ve oradaki koşulları simüle edebiliriz. Ancak laboratuvarda elmas yetiştirmek için yapmamız gereken, bunun Dünya'da nasıl gerçekleştiğine dair açık olmayan şeyler var. Laboratuarda tipik olarak yetiştirilirler, ancak bazı katalizörler vardır. Elmasların büyümesine neden olmak için genellikle bazı metaller eklenir, ancak aynı katalizörler Dünya'nın üst mantodan gelen elmaslarda gözlenmez.
O zaman elmaslar kaç yaşında?
Bildiğimiz kadarıyla tüm elmaslar Dünya'da oldukça eskidir. Çoğu elmas oluşumu, muhtemelen Dünya tarihinin ilk birkaç milyar yılında Dünya'da gerçekleşti. Daha genç olan elmas yatakları keşfedildi - kayanın kendisi, Kimberlit, belki sadece on milyonlarca yaşında. Elmasları tarihleme yöntemleri tipik olarak elmasta radyoaktif olarak tarihlenebilen diğer minerallerin kapanımlarına bakmaktır. Elmasların kendileri tarihlenemez. Ancak mineral kapanımları potasyum gibi belirli elementler ve radyoaktif bir tarihleme şemasında kullanılabilecek şeyler içeriyorsa, o zaman elmastaki içeriği tarihlendirerek elmasın yaşı hakkında bir fikir edinirsiniz. Ve bu tarihler her zaman elmasların oldukça eski olduğunu gösterir. En az yüz milyonlarca yaşında, ancak çoğu durumda milyarlarca yaşında, bir ila üç milyar yıllık herhangi bir yerde, dünyanın muhtemelen bugün olduğundan daha sıcak olduğu ve bu nedenle koşulların elmas büyümesi için belki daha uygun olduğu bir zaman.
Smithsonian'ın Doğa Tarihi Müzesi'nde sergilenen ünlü Hope Diamond kaç yaşında?
Hope elması en az bir milyar yaşında. Elmasları yüzeye taşıyan orijinal kayayı görmüyorsunuz, ancak Hindistan'da içlerinde elmas kanıtı olan bazı Kimberlitler buldular. Bu Kimberlitler en az bir milyar yaşında. Bu, Hindistan'da bulunan Hope elması ve benzeri elmasların en az bir milyar yıl önce ve belki de daha uzun bir süre önce yüzeye çıkarıldığını gösteriyor. Bu yüzden Hope Diamond'ın en az bir milyar yaşında olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Diğer pırlantaların çoğunun yaş dağılımına baktığınızda, muhtemelen bundan çok daha eskidir.
Hope Diamond'ı bu kadar sıra dışı yapan nedir?
Boyutu ve rengi onu çok sıradışı kılıyor. Elmas madenciliği yapan insanların tarihini düşündüğünüzde, Hope Diamond boyutunda ve kalitesinde koyu mavi bir elmas üreten yalnızca bir elmas bulunmuştur. Bu size ne kadar sıradışı ve ne kadar dikkat çekici olduğu konusunda bir fikir verir. Yine, her zaman, onun bir doğa tarihi nesnesi kadar, Dünya'nın bir ürünü olarak, insan tarafından kesilmiş bir değerli taş olduğu kadar dikkat çekici olduğunu iddia etmişimdir. İnsanlar Umut Elması hakkında yazdıklarında çoğu zaman 'Hindistan'da bulundu' ile başlarlar. İnsanlara her zaman anlatmaya çalıştığım nokta, hikayenin gerçekten çok daha erken başlaması. Pek çok elmas o noktaya asla gelmez çünkü olması gereken tüm bu şeylere dayanamadılar.
İkinci bölümde, renkli elmaslar, bilim adamlarının laboratuvarda sentetik versiyonları nasıl yetiştirdiği ve çatışma elmaslarının satışını engellemeye yönelik küresel çabalar hakkında bilgi edinin. Bu üç bölümlük dizinin son bölümünde, Smithsonian koleksiyonunun ardındaki büyüleyici hikayeleri keşfedin.