Як народжуються алмази
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
«Не злічити алмазів у кам’яних печерах…» Автор лібретто опери «Садко», ймовірно, мав на увазі кімберлітові (алмазні) трубки, в яких алмазів сьогодні не так вже й багато. Але утворюються в природі і нові алмази. Тим більше цікаво і необхідно визначити умови, за яких утворювалися природні алмази, щоб можна було простіше та дешевше робити алмази штучні.
Вражаючі властивості вуглецю, з якого утворилися алмази, що постає то в образі м’якого графіту, то у вигляді найтвердішого на Землі матеріалу. Графіт темний і непоказний, алмаз чистий, прозорий, як джерельна вода, і надзвичайно гарний. Графіт – провідник, алмаз – ізолятор. Графітом пишуть, алмазом ріжуть найтвердіші метали. Як вийшло це восьме чудо світу? Одна з гіпотез, яка вважається найбільш достовірною, стверджує, що алмази утворилися під час вулканічних вибухів при температурі близько 2000 градусів Цельсія і тиску в десятки тисяч атмосфер.
Але, як вважають вчені, жодна з трьох відомих та експериментально відтворюваних фізико-хімічних моделей природного синтезу алмазів не узгоджується з геологічними даними. Вони стверджують, що температура розплавленого кімберліту (алмазоносної породи), в якому міг би відбутися синтез алмазу з вуглецю, могла з’явитися лише при надвисоких тисках, яких насправді немає. І ще. Кімберліт має специфічний оксидний характер і в його розплаві неможливо досягти концентрації вуглецю (він неодмінно окислюватиметься), необхідної для синтезу алмазів. Але алмази в природі народилися.
Вчені припускають, що в кімберлітових трубках могли утворитися хімічні сполуки, які, не беручи участі в синтезі алмазів, значно знижували температуру їх синтезу і одночасно захищали вуглець від окислення. Такими сполуками могли стати сполуки кальцію з азотом, так звані ціаніди. У присутності ціанідів реакція сполучення графіту з азотом триває лише за 800—950 градусів Цельсія. Цікаво, що вміст азоту в цементуючих карбідах збігається із вмістом азоту в природних алмазах.
Так це чи не так, покажуть подальші дослідження.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.