Hogyan keletkeznek a gyémántok a természetben?

A gyémánt hosszú ideig az erő, a legyőzhetetlenség és a stabilitás mércéjévé vált. Hasznos azonban tisztában lenni azzal, hogyan keletkeznek a gyémántok.

Nem olyan kevesen tartottak életében legalább egyszer gyémánttal ellátott ékszert a kezükben. De ami a referenciagyöngy eredetét illeti, a helyzet sokkal rosszabb. Még a tapasztalt ásványkutatók és geológusok sem tudják teljes bizonyossággal megmondani, melyik verzió igaz.

A gyémántok már jóval korunk előtt ismertté váltak. Ilyen szokatlan tulajdonságokkal rendelkező kő mellett lehetetlen volt elhaladni.

Az egyik régi legenda így szól:

• a gyémántkristályok élőlények;
• különböző neműek lehetnek;
• ezek az élőlények "emésztik az égi harmatot";
• méretre nőhetnek, sőt szaporodhatnak is.

Az ókori indiai mitológia azt állította, hogy a gyémánt akkor jelenik meg a természetben, ha öt alapvető természeti princípiumot kombinálunk. Ezek tartalmazzák:

• levegő;
• víz;
• Föld;
• ég;
• energia.

Az ókori kéziratokban azonnal megjegyezték, hogy a gyémánt nagyon kemény és rendkívüli fényes. Gyakran írták, hogy ez az ásvány megjelenhet "a sziklán, a tengerben és az aranybányák feletti dombokon".

A Szindbád, a Tengerészről szóló legendák szerint valahol van egy meglehetősen mély szurdok, amelynek alján az elsődleges gyémántlerakódások rejtőznek. De persze mindez nagyon gyengén korrelált a valósággal.

Az ókor és a középkor emberei előtt tisztelegnünk kell. A gyémánt kialakulásának valódi okának keresése azt mutatja, hogy az emberi gondolkodás soha nem állt meg. Márpedig megjelenésének első komoly változatait csak 1797 után lehetett előterjeszteni - ekkor határozták meg pontosan az ásvány kémiai összetételét.

Kicsit később felfedezték, hogy a gyémánt, a grafit és a különféle szénfajták közötti különbség az atomok kristályrácsokon belüli elrendezéséből adódik.

A koncepció lényege az ezen ásványok felbukkanása a magma mozgása következtében. Feltételezzük, hogy legtöbbjük legkorábban 2,5 milliárd és legkésőbb 100 millió évvel ezelőtt jelent meg. Ez körülbelül 200 km-es mélységben történt. Ott a grafitot egyszerre érte a magas, mintegy 1000 fokos hőmérséklet és az 50 000 atmoszféra nyomás.

A változat egyik változata azt sugallja, hogy a féldrágakövek már a föld felszínén keletkeztek.

Ez a láva levegővel való érintkezéskor történő megszilárdulásának eredményeként történt. A probléma az, hogy ilyen helyzetben a hőmérséklet és a nyomás nem túl magas. Emiatt ez a koncepció nem népszerű a szakemberek körében.

Van egy alternatív feltevés, amely szerint a drágaköveket ultrabázikus kőzetekből alakítják ki.

Csak később, amikor a magma felemelkedett, egy követ dobtak ki vele. A geológusok túlnyomó többsége hajlik erre a megközelítésre. Egy köztes változat szerint a gyémántok akkor keletkeznek, amikor a magma már elkezdett felfelé mozogni, de még nem érte el a szellőzőnyílást.

Az ilyen változások a szerkezetben jelentősen megerősítik magát a követ, és az árupiacon oly nagyra értékelt tulajdonságokat adják neki.

Egyre ritkábbak az ősi lelőhelyekhez és kimberlitcsövekhez kapcsolódó egykori gyémánttartalékok. A kövekre pedig nagy szükség van. Néha a vulkáni régiók lakói, valamivel a kitörések után, kivonják a legkeményebb ásványt a megkeményedett lávából. De a megjelenéséhez szükséges feltételeket nem csak a vulkáni folyamatok biztosítják, miközben egyes gyémántkutatók nemcsak a Föld mélyére figyelnek, hanem felfelé is.

Ismételten, még meteoritdarabok vizsgálatakor is, egész gyémántokat (vagy azok egyes részecskéit) találtak. Ezeknek az ásványoknak a minősége kiváló volt.

Egyszer, amikor egy meteorit leesett az Egyesült Államokban, drágaköveket találtak a kráter falai között. De ezek némileg eltértek a szokásos lehetőségektől. A különbség egyes források szerint a kristályrács szerkezetére vonatkozik - ez nem tükröződik a külső megjelenésben.

Egyes szakértők úgy vélik, hogy a gyémántok már a meteoritok belsejében vannak. Amikor megsemmisülnek, a kövek „szabadok”.

Egy népszerűbb elképzelés az, hogy a kő már a föld felszínével való ütközéskor megjelenik. Ez a folyamat jelentős mechanikai és hőenergia felszabadulását idézi elő.

Emiatt mind a hőmérséklet, mind a nyomás a központban (ahol a kráter marad) meredeken emelkedik. Ezek a tényezők a szén jellegzetes átalakulásához vezetnek.

Spektrográfiai megfigyelések kimutatták, hogy gáz halmazállapotú szén (tiszta formában vagy nitrogénnel, hidrogénnel együtt) van jelen a Nap légkörében. A csillagászok és kozmológusok úgy vélik, hogy ez az elem a gáz, a por kolosszális rögökben is benne volt, amelyek minden bolygó előhírnökei lettek. Lehűléskor a gázok cseppfolyósodtak. Fokozatosan folyékony anyagok oszlottak el a masszán: a nehezebbek lesüllyedtek, a könnyűek pedig felúsznak.

A folyékony magmás tömegek a Föld fejlődésének kezdeti időszakában könnyen áttörték a földkéreg vékony rétegét. A szén aktívan reagált hidrogénnel. Ennek eredményeként a földkéreg fokozatosan elvesztette ezt a kémiai elemet.

Bolygónk geológiai történetének jelenlegi szakaszában körülbelül 1%-ot tesz ki. Egy ilyen kirándulás lehetővé teszi számunkra, hogy egy külsőleg paradox következtetést vonjunk le: nincs mély ellentmondás a vulkáni és a kozmikus hipotézisek között.

Az egyetlen különbség az, ahogyan eljutott egy adott helyre. A szakértők úgy vélik, hogy a szén nagy része most a köpeny külső részében található, mivel ott a magas hőmérséklet és nyomás az alapanyag és a nehézfémek vegyületeinek képződéséhez vezet. De a szénatomok egy része egymáshoz kapcsolódik.

Még a híres Vernadsky és Fersman is felvetette azt a feltételezést, hogy így születnek a gyémántok. A szén geokémiai átalakulásának sémája két tudósé. E klasszikus séma szerint mind a gyémánt, mind a grafit főleg a litoszféra alsó rétegeiben koncentrálódik.

A Föld legmélyebb kútjai csak 10-12 km mélységet érnek el. Ugyanakkor a gyémántok magképződése, még Fersman változata szerint is, legalább 30-40 km mélységben történik. Ez a földkéreg átlagos vastagsága. A fúrás jelenlegi szintjén nem lehet majd ellenőrizni a köpenyváltozatot. Visszatérve a köpeny-magmatikus változathoz, érdemes kiemelni, hogy eszerint a szén gyémánttá alakulhat, ha:

• kémiailag egységes környezet több száz millió évig fog létezni;
• gyenge termikus gradiens fenntartása mellett;
• a nyomás stabilan meghaladja az 5 ezer Pa-t.

A megfelelő paramétereket a modern geológia koncepciói alapján 100-200 km mélységben érik el.

A „siker” másik elengedhetetlen feltétele a diatrémák vagy áttörések jelenléte a földkéregben. A kontinentális platformokon észrevehető mennyiségű gázzal telített magmás olvadék áttörhet rajta. Ennek eredményeként kialakulnak a jól ismert kimberlit csövek.

Létezik egy alternatív fluid változat is, mely szerint a legerősebb ásvány kisebb mélységben kristályosodik ki. A kiindulópont a metán bomlása vagy tökéletlen oxidációja. Az oxidálószer hidrogén, szén, oxigén és kén keveréke. Négy elem lehet folyékony és gáz halmazállapotú is.

A folyadékhipotézisből az következik, hogy a gyémántok 1000 fokos hőmérsékleten jelenhetnek meg, egyidejűleg 100-500 pascal nyomással.

Más helyeken nem célszerű nagyüzemi bányászatot folytatni. Idővel a geológiai folyamatok az elsődleges lerakódások felső részének pusztulásához vezetnek. Az onnan származó gyémántokat az áramló víz viszi el (és viszi el a múltban). Amikor az ásvány ismét lerakódik, helyezők jelennek meg.

A gyémántok eredetének rejtélyéhez lásd a következő videót.