Jak vznikají diamanty v přírodě?

Diamant se na dlouhou dobu stal standardem síly, neporazitelnosti a stability. Je však užitečné si uvědomit, jak diamanty vznikají.

Ne tak málo lidí alespoň jednou v životě drželo v rukou šperky s diamanty. S ohledem na původ referenčního drahokamu je ale situace mnohem horší. Ani zkušení mineralogové a geologové nemohou s úplnou jistotou říci, která verze je pravdivá.

Diamanty se staly známými dávno před naším letopočtem. Bylo nemožné předat kámen s tak neobvyklými vlastnostmi.

Jedna ze starých legend říká:

• diamantové krystaly jsou živé bytosti;
• mohou být různého pohlaví;
• tyto organismy „konzumují nebeskou rosu“;
• mohou růst ve velikosti a dokonce se množit.

Starověká indická mytologie tvrdila, že diamant se v přírodě objeví, když se spojí pět základních přírodních principů. Tyto zahrnují:

• vzduch;
• voda;
• Země;
• nebe;
• energie.

Ve starověkých rukopisech si okamžitě začali všímat, že diamant je velmi tvrdý a má mimořádnou brilanci. Často se psalo, že tento minerál se může objevit „na skále, v moři a na kopcích nad zlatými doly“.

Legendy o Sindibádovi námořníkovi říkají, že někde je poměrně hluboká rokle, na jejímž dně se skrývají primární ložiska diamantů. To vše ale samozřejmě velmi slabě koreluje s realitou.

Musíme vzdát hold lidem starověku a středověku. Pátrání po skutečném důvodu vzniku diamantu ukazuje, že lidské myšlení nikdy nestálo na místě. A přesto mohly být první vážné verze jeho vzhledu předloženy až po roce 1797 - tehdy bylo přesně stanoveno chemické složení minerálu.

O něco později se zjistilo, že rozdíl mezi diamantem, grafitem a různými druhy uhlí je způsoben uspořádáním atomů v krystalových mřížkách.

Podstatou konceptu je vznik těchto minerálů v důsledku pohybu magmatu. Předpokládá se, že většina z nich se objevila ne dříve než před 2,5 miliardami a nejpozději před 100 miliony let. Stalo se tak v hloubce asi 200 km. Tam byl grafit současně ovlivněn vysokou teplotou asi 1000 stupňů a tlakem 50 000 atmosfér.

Jedna z verzí verze znamená, že polodrahokamy byly vytvořeny již na povrchu Země.

Stalo se tak v důsledku tuhnutí lávy při kontaktu se vzduchem. Problém je v tom, že teplota a tlak v takové situaci nejsou příliš vysoké. Z tohoto důvodu není tento koncept mezi profesionály oblíbený.

Existuje alternativní předpoklad, podle kterého se drahokamy tvoří z ultrabazických hornin.

Teprve později, když magma stoupalo vzhůru, byl s ním vymrštěn kámen. Tomuto přístupu se kloní naprostá většina geologů. Mezilehlá verze spočívá v tom, že diamanty se tvoří, když se magma již začalo pohybovat nahoru, ale ještě nedosáhlo otvoru.

Takové změny ve struktuře výrazně posilují samotný kámen a dodávají mu kvality tolik ceněné na trhu komodit.

Bývalé zásoby diamantů spojené se starověkými ložisky a kimberlitovými dýmkami jsou stále vzácnější. A potřeba kamenů je velká. Někdy obyvatelé vulkanických oblastí, nějakou dobu po erupcích, získávají z vytvrzené lávy nejtvrdší minerál. Podmínky potřebné pro jeho vzhled jsou však získány nejen v důsledku sopečných procesů, zatímco někteří výzkumníci diamantů věnují pozornost nejen hlubinám Země, ale také směrem nahoru.

Opakovaně i při zkoumání kousků meteoritů byly nalezeny celé diamanty (nebo jejich jednotlivé částice). Kvalita těchto minerálů byla vynikající.

Jednou, když ve Spojených státech spadl meteorit, byly ve stěnách kráteru nalezeny drahé kameny. Ale byly poněkud odlišné od obvyklých možností. Rozdíl se podle některých zdrojů týká struktury krystalové mřížky – ta se na vnějším vzhledu neprojevuje.

Někteří odborníci se domnívají, že diamanty jsou již uvnitř meteoritů. Když jsou zničeny, kameny jsou „volné“.

Více populární myšlenka je, že kámen se objeví již při dopadu na zemský povrch. Tento proces vyvolává uvolnění významné mechanické a tepelné energie.

Z tohoto důvodu prudce stoupá jak teplota, tak tlak ve středu (kde kráter zůstane). Tyto faktory vedou k charakteristické přeměně uhlíku.

Spektrografická pozorování ukázala, že v atmosféře Slunce je přítomen plynný uhlík (v čisté formě nebo ve spojení s dusíkem, vodíkem). Astronomové a kosmologové věří, že tento prvek byl také v kolosálních sraženinách plynu, prachu, který se stal předzvěstí všech planet. Při ochlazení se plyny zkapalnily. Postupně se po hmotě roznášely kapalné látky: těžší klesaly a lehké plavaly nahoru.

Kapalné magmatické hmoty v počátečním období vývoje Země snadno prorazily tenkou vrstvu zemské kůry. Uhlík aktivně reagoval s vodíkem. V důsledku toho zemská kůra tento chemický prvek postupně ztrácela.

V současné fázi geologické historie naší planety tvoří přibližně 1 %. Takový exkurz nám umožňuje vyvodit navenek paradoxní závěr: mezi vulkanickými a kosmickými hypotézami nejsou žádné hluboké rozpory.

Rozdíl je pouze ve způsobech, kterými se na konkrétní místo dostala. Odborníci se domnívají, že většina uhlíku se nyní nachází ve vnější části pláště, protože tam vysoká teplota a tlak vedou ke vzniku sloučenin základní látky s těžkými kovy. Ale některé atomy uhlíku jsou na sebe navázány.

I slavní Vernadskij a Fersman vyslovili domněnku, že tak se rodí diamanty. Schéma geochemických přeměn uhlíku patří dvěma vědcům. Podle tohoto klasického schématu se diamant i grafit koncentrují především ve spodních vrstvách litosféry.

Nejhlubší vrty na Zemi dosahují pouze hloubky 10-12 km. Přitom k nukleaci diamantů i podle Fersmanovy verze dochází v hloubkách minimálně 30-40 km. To je průměrná tloušťka zemské kůry. Verzi pláště při současném stupni vrtání nebude možné zkontrolovat. Pokud se vrátíme k plášťově-magmatické verzi, stojí za zmínku, že podle ní se uhlík může proměnit v diamanty, pokud:

• chemicky jednotné prostředí bude existovat stovky milionů let;
• při zachování slabých teplotních gradientů;
• tlak bude stabilně překračovat 5 tisíc Pa.

Odpovídajících parametrů, vycházejících z koncepcí moderní geologie, je dosahováno v hloubce 100 až 200 km.

Další nepostradatelnou podmínkou „úspěchu“ je přítomnost diatrémů nebo průlomů v zemské kůře. Na kontinentálních platformách jím může prorazit magmatická tavenina nasycená znatelným množstvím plynů. V důsledku toho vznikají známé kimberlitové trubky.

Existuje i alternativní tekutá verze, podle které nejsilnější minerál krystalizuje v menší hloubce. Výchozím bodem je rozpad metanu nebo jeho neúplná oxidace. Oxidační činidlo je směs vodíku, uhlíku, kyslíku a síry. Čtyři prvky mohou být v kapalném i plynném stavu agregace.

Z fluidní hypotézy vyplývá, že diamanty se mohou objevit při teplotě 1 000 stupňů, přičemž působí současně s tlakem 100 až 500 pascalů.

Provádět rozsáhlou těžbu na jiných místech je nepraktické. V průběhu času vedou geologické procesy k destrukci horní části primárních ložisek. Diamanty odtud odnáší (a v minulosti odnášela) tekoucí voda. Když se minerál znovu uloží, objeví se rýhy.

Pro záhadu původu diamantů se podívejte na další video.