Koja je točka taljenja i vrelišta dijamanta? Postoji li mineral u rastopljenom obliku u prirodnom okruženju? Odgovore na ova i druga pitanja potražit ćemo u predstavljenom materijalu.
Kako su dijamanti nastali u utrobi Zemlje?
Prema znanstvenicima, dijamanti su se mogli pojaviti tijekom formiranja jezgre planeta kao rezultat izlaganja rastopljenoj magmi ogromnog pritiska. Do površinskih područja zemljine kore, drago kamenje je napredovalo zbog procesa stvaranja plina u dubokim stijenama. Kao rezultat, nastale su takozvane dijamantne cijevi, koje su praznine u kamenitom tlu s velikim naslagama minerala.
Svojstva materijala
Prije nego shvatimo koja je točka taljenja dijamanta, pogledajmo svojstva minerala:
- Dijamanti imaju najveću tvrdoću od svihpostojećih fosila. Iz tog razloga, nijedan materijal ne može uništiti strukturu dijamanta ili izgrebati njegovu površinu. On sam može oštetiti bilo koji fizički predmet.
- Dijamant je vrlo učinkovit izolator. Otporan je na kiseline i druge jake kemikalije.
- Dijamant ima najveću toplinsku vodljivost od svih čvrstih minerala. Dragi kamen možete držati na dlanu koliko god želite. Istovremeno, njegova temperatura će ostati nepromijenjena.
- Dijamant ima jedinstvenu luminiscenciju. Svjetlosne zrake bilo kojeg podrijetla kada prolaze kroz mineral uzrokuju da svijetli i svjetluca svim duginim bojama.
Struktura
U osnovi, dijamant se sastoji od ugljikovih atoma. Međutim, svaki od njih nalazi se u središnjem dijelu tetraedra - poliedra koji je formiran iz četiri ravnine trokuta. Tako je osigurana izuzetno jaka veza atoma. To objašnjava najveću tvrdoću, kao i impresivnu točku taljenja dijamanta.
Uvjeti topljenja dijamanata
U 2010. godini, tijekom eksperimenata u laboratoriju za fiziku Kalifornijskog sveučilišta, smještenom u Berkeleyu, utvrdili su razinu temperaturnog učinka na dijamant, što dovodi do njegovog taljenja. Znanstvenici su otkrili da je nemoguće pretvoriti materijal u tekući oblik u normalnim uvjetima, bez obzira na razinu zagrijavanja. Taj se cilj može postići samo izlaganjem dijamanta ne samo temperaturi, već i najvišojpritisak. Potrebno je povećati tlak kako se mineral ne bi pretvorio u grafit. Stoga je prijelaz dijamanta u tekući oblik izuzetno težak proces.
Koja je točka taljenja i vrelišta dijamanta?
Prema podacima dobivenim tijekom proučavanja svojstava materijala, do njegovog topljenja na zraku pod visokim tlakom dolazi kada se zagrije na 850-1000 oS. Dijamant se može dovesti do ključanja izlaganjem temperaturi od 1800 do 2000 oC u vakuumu. U oba slučaja, kada se mineral ohladi, pretvara se u grafit.
Odredivši točku taljenja dijamanta, znanstvenici su proveli eksperimente koristeći mali prirodni mineral čija je masa bila 1/10 karata. Do ključanja površina materijala došlo je pod utjecajem udarnog vala stvorenog kratkotrajnim laserskim impulsima.
Da bi ustanovili koji je pokazatelj točka taljenja dijamanta (u stupnjevima), istraživači su uspjeli samo kada su stvorili tlak koji je bio 40 milijuna puta veći od normalnog tlaka atmosfere na razini mora. Kada je tlak pao na 11 milijuna atmosfera, na površini kipućeg minerala počele su se stvarati čvrste čestice koje ne tonu, već plutaju poput leda u vodi.
Gdje se dijamanti nalaze u zemljinoj kori?
Ovi minerali su izuzetno rijetki. Međutim, industrijska ležišta trenutno se razvijaju na gotovo svim kontinentima zemaljske kugle. Jedina iznimka je Antarktika.
PrijeSredinom 19. stoljeća smatralo se da minerali nastaju u riječnim sedimentima. Kasnije su u kamenitom planinskom tlu na dubini od nekoliko stotina metara otkrivene prve šupljine s dijamantima.
Prema znanstvenicima, neki dijamanti su stari između 100 milijuna i 2,5 milijardi godina. Istraživači su uspjeli dobiti više "starih" minerala nezemaljskog podrijetla. Potonji se donose na planet zajedno s meteoritima, koji su nastali u svemiru čak i prije formiranja Sunčevog sustava.
Postoje li rastopljeni dijamanti u prirodi?
Točka taljenja dijamanta je toliko visoka da na Zemlji mineral više ne može postojati u obliku ključanja. Međutim, što je sa svemirskim objektima? Prema znanstvenicima, točka taljenja dijamanta održava se do danas u dubinama planeta kao što su Neptun i Uran. Važno je napomenuti da su potonji 10% formirani od ugljika, koji je strukturna osnova ovog minerala.
Prema mnogim znanstvenicima, na gore navedenim planetima postoje cijeli oceani dijamanata u tekućem, kipućem obliku. Takva hipoteza objašnjava zašto se magnetsko polje ovih nebeskih tijela ponaša tako čudno. Uostalom, Neptun i Uran jedini su planeti u Sunčevom sustavu čiji geografski polovi nemaju jasan položaj i doslovno su razmaknuti u svemiru. Da bismo potvrdili zanimljivu hipotezu, ostaje samo eksperimentalno simulirati slične uvjete na Zemlji. Međutim, ovorješenje u ovom trenutku ostaje iznimno skupo i dugotrajno. Stoga još nije moguće sa sigurnošću utvrditi postoje li doista cijeli oceani rastopljenih dijamanata na obližnjim planetima.
