Virgil, Virgínia2020. november 27., péntek
Föld

A gyémántlelőhelyek rejtélye

2009.02.25.Admin
National Geographic Magyarország

Régóta talány, hogy a kimberlit-kürtőkben található gyémántok hogyan kerülnek lelőhelyükre anélkül, hogy kristályszerkezetük megsemmisülne. Úgy tűnik, a geológusok megtalálták a választ.

A gyémántok lelőhelye a kimberlitnek nevezett földtani képződmény, amely általában csak a földköpeny mélyén található meg. A kimberlit egy roppant méretű, függőleges akna, egy kürtő, amelynek belső falaiba gyémántok ágyazódtak be. De vajon hogyan kerülhettek oda?

A gyémántok szénként kezdik pályafutásukat. Természetes körülmények között csak 150 km-es mélységben, a földköpeny különleges körülményei között keletkeznek. Hatalmas, akár 6000 MPa-os nyomáson, 900 és 1300 fok közötti hőmérsékleten stabilak. A gyémánt ugyanakkor a felszíni alacsony nyomáson és hőmérsékleten is stabil. Érdekessé az teszi őket, ami a két állapot között megy végbe.

A bostoni Apollo Diamond vállalatnál gyémántokat növesztenek. Patrick Doering tudományos vezető azokat a körülményeket tanulmányozza, amelyeknek a gyémántok a földkérgen át vezető útjukon vannak kitéve. Többek között az érdekli, hogy mi történik a gyémánttal a stabilitását fenntartó hatalmas nyomás nélkül.

A kísérlet mintadarabjának választott gyémánt 1, 62 karátot nyom a mérlegen. A pirométer nevű műszer a felhevített kristály által kisugárzott fény alapján állapítja meg a hőmérsékletét. Doering a mérést követően 800 fokot meghaladó forróságnak teszi ki a gyémántot. Ekkor éri el azt a magas hőmérsékletet, amit a Föld felszíne felé haladó gyémántnak ki kell állnia. A hevítés után a gyémántot ismét megmérik. Ezen a hőmérsékleten, ennyi idő alatt, vagyis mintegy 10 percig fenntartott, nagyjából 1000 fok mellett a gyémánt a tömegének körülbelül 1%-át veszítette el. Egyértelmű, mérhető tömegveszteséget szenvedett. A szerkezete is megváltozott.

A gyémánt valójában elpárolgott és oxidálódott. Tulajdonképpen annyi történt, hogy a lánggal érintkező szén széndioxiddá alakult. Az átalakulás következő lépésében a széndioxid grafittá alakul. A gyémánt eredeti szerkezete végleg elveszett. Látható, hogyha a gyémánt hosszú ideig van kitéve ilyen magas hőmérsékletnek, akkor grafittá alakulhat. A nagy mélységben keletkezett, lassan a felszín felé haladó gyémánt tehát sohasem érne fel a Föld felszínére. A kísérlet kimutatta, hogy a gyémántok egyszerűen nem képesek keresztüljutni a föld kérgén. Akkor hogyan kerültek ide? Talán erre is a Holdon találjuk meg a választ.

 Sárga színű gyémánt egy kimberlit-kürtő falán

Sárga színű gyémánt egy kimberlit-kürtő falán

Az Apollo 17 legénysége 1972-ben szállt a Holdra, ahol Jack Schmitt geológus különös felfedezést tett. Narancsszínű üveggyöngyökre bukkant a talajon. Ezek ma a gyémántoknál is többet érnek. Jim Head bolygó-geológus is ösztönzést merített belőlük. Miközben a Holdról származó üveggyöngyöket vizsgálták, és igyekeztek rájönni arra, hogy hogyan kerültek oda, kialakultak az első ötleteik a kimberlit-kürtők kialakulásáról is, továbbá arról, hogy hogyan jutnak el a gyémántok a Föld mélyéről a felszínre.

A Holdon a gyenge gravitáció és a légkör hiánya miatt a cseppek nem formálódhattak gyöngyökké. Head rájött, hogy a köpenyben kellett keletkezniük, ahonnan a széndioxid segítségével lökődtek ki a felszínre. „Szinte megvilágosodás-szerűen rádöbbentem, hogy ha ott működik, akkor itt a Földön a gyémántok felemelkedésével kapcsolatos kérdésekre is ez lehet a magyarázat” – nyilatkozta a geológus. A Föld köpenyéből az anyag általában nagy hőmérsékleten és lassan, évenként néhány centiméternyit halad a kéreg felé. Ám az ilyen lassan haladó gyémántok a mélységben uralkodó állapotok miatt megsemmisülnének. Mindig is ez volt a gyémántokat övező nagy rejtély. Hogyan kerülnek a nagy mélységből a felszínre, feltehetően néhány perc, legfeljebb egy óra alatt?

Head kidolgozott egy elméletet, amely megmagyarázza a gyémántokat a felszínre lökő kimberlit-kürtő gyors kialakulását. A folyamat 250 km mélyen, a köpenyben kezdődik, ahol a cseppfolyós széndioxid a kőzeteken keresztül felfelé préseli a gyémántokat tartalmazó magmát. Egy nagy mélységben keletkező hasadék csökkenti a nyomást, és utat nyit az olvadt kőzetekből kiszökő gáznak. A gáz által létrehozott nyomáskülönbség aztán a felszín felé hajtja az anyagot. Amikor a széndioxid-kamra utat tör a felszínre, a kitáguló folyadék gázzá alakul. Úgy tör ki a levegőbe, ahogyan a palackból kifröccsenő szénsavas ital, csakhogy közel 5000 kilométer per órás sebességgel. A gáz nagyon hirtelen szökik el. Az egész egy hatalmas sugárhajtóműhöz hasonlít. Az anyag hihetetlen erővel tör fel A 3 km mély üreg alig 10 másodperc alatt kiürül, és kidobja a magmából származó gyémántokat is.

Head elméletének egyik következménye, hogy a kimberlit-kürtő nem csak vulkanikus környezetben alakulhat ki. A Földből ily módon elvileg bárhol előtörhetnek a gyémántok.

Kapcsolódó cikk:
A világ legrégebbi gyémántjaira bukkantak

Hozzászólások

A vándorló fajok rövidebb ideig élnek

A vándorló fajok rövidebb ideig élnek

A vándorló madár- és emlősfajoknak rövidebb az élettartamuk, mint „otthonülő" társaiknak, ám ezt azzal kompenzálják, hogy ez alatt a rövid idő alatt sok utódot hoznak világra - tette közzé a hírt az MTI.

Már a Csomolungma sincs biztonságban a mikroműanyagoktól

Már a Csomolungma sincs biztonságban a mikroműanyagoktól

Ennél magasabban még nem mutatták ki a szennyezést.

A Föld hűtésével menthetjük meg a bolygót?

A Föld hűtésével menthetjük meg a bolygót?

Korábban több szakértő is felvetette, hogy légköri mérnöki beavatkozással győzhetnénk le a klímaváltozást.

Egyre nagyobb veszélyt jelent a tengeri állatokra a műanyag

Egyre nagyobb veszélyt jelent a tengeri állatokra a műanyag

Nagy fenyegetést jelent a veszélyeztetett tengeri emlősökre és teknősökre az Egyesült Államok körüli vizek műanyag-szennyezettsége - olvasható az MTI hírei között.

A klímaváltozással újabb betegségek érik el a vadvilágot

A klímaváltozással újabb betegségek érik el a vadvilágot

A vadvilágot érintő, paraziták által hordozott betegségek egyre északabbra fognak terjedni a bolygó melegedésével egy új tanulmány szerint - tette közzé az MTI.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket