Как рождаются алмазы
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
«Не счесть алмазов в каменных пещерах…» Автор либретто оперы «Садко», вероятно, имел в виду кимберлитовые (алмазные) трубки, в которых алмазов ныне не так уж и много. Но образуются в природе и новые алмазы. Тем более интересно и необходимо определить условия, при которых образовывались природные алмазы, чтобы можно было проще и дешевле делать алмазы искусственные.
Поразительны свойства углерода, из которого образовались алмазы, предстающего то в образе мягкого графита, то в виде твердейшего на земле материала. Графит темен и невзрачен, алмаз чист, прозрачен, как родниковая вода, и необычайно красив. Графит — проводник, алмаз — изолятор. Графитом пишут, алмазом режут самые твердые металлы. Как получилось это восьмое чудо света? Одна из гипотез, считающаяся наиболее достоверной, утверждает, что алмазы образовались при вулканических взрывах при температуре около 2000 градусов Цельсия и давлении в десятки тысяч атмосфер.
Но, как считают ученые, ни одна из трех известных и экспериментально воспроизводимых физико-химических моделей природного синтеза алмазов не согласуется с геологическими данными. Они утверждают, что температура расплавленного кимберлита (алмазоносной породы), в котором мог бы произойти синтез алмаза из углерода, могла появиться лишь при сверхвысоких давлениях, которых на самом деле в природе нет. И еще. Кимберлит имеет специфический оксидный характер и в его расплаве невозможно достичь концентрации углерода (он непременно будет окисляться), необходимой для синтеза алмазов. Но алмазы-то в природе родились.
Ученые предполагают, что в кимберлитовых трубках могли образоваться химические соединения, которые, сами не участвуя в синтезе алмазов, значительно понижали температуру их синтеза и одновременно защищали углерод от окисления. Такими соединениями могли бы стать соединения кальция с азотом, так называемые цианиды. В присутствии цианидов реакция соединения графита с азотом идет всего при 800—950 градусах Цельсия. Интересно, что содержание азота в цементирующих карбидах совпадает с содержанием азота в природных алмазах.
Так это или не так, покажут дальнейшие исследования.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.