Koja je tačka topljenja i ključanja 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 naučnicima, dijamanti su se mogli pojaviti tokom formiranja jezgra planete 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 toga, formirane su takozvane dijamantske cijevi, koje su praznine u kamenitom tlu sa velikim naslagama minerala.
Svojstva materijala
Prije nego shvatimo koja je tačka topljenja 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 veoma efikasan izolator. Otporan je na kiseline i druge jake hemikalije.
- Dijamant ima najveću toplotnu provodljivost od svih čvrstih minerala. Dragi kamen možete držati na dlanu koliko god želite. Istovremeno, njegova temperatura će ostati nepromijenjena.
- Dijamant ima jedinstvenu luminiscenciju. Svjetlosni zraci bilo kojeg porijekla kada prolaze kroz mineral uzrokuju da sjaji i svjetluca svim duginim bojama.
Struktura
U osnovi, dijamant se sastoji od atoma ugljika. Međutim, svaki od njih se nalazi u središnjem dijelu tetraedra - poliedra koji je formiran iz četiri ravnine trokuta. Tako je osigurana izuzetno jaka veza atoma. Ovo objašnjava najveću tvrdoću, kao i impresivnu tačku topljenja dijamanta.
Uslovi topljenja dijamanata
U 2010. godini, tokom eksperimenata u laboratoriji za fiziku Univerziteta u Kaliforniji, koji se nalazi u Berkliju, utvrdili su nivo temperaturnog uticaja na dijamant, što dovodi do njegovog topljenja. Naučnici su otkrili da je nemoguće pretvoriti materijal u tečni oblik u normalnim uslovima, bez obzira na stepen zagrevanja. Ovaj cilj se može postići samo izlaganjem dijamanta ne samo temperaturi, već i najvišojpritisak. Potrebno je povećati pritisak kako se mineral ne bi pretvorio u grafit. Dakle, prelazak dijamanta u tečni oblik je izuzetno težak proces.
Koja je tačka topljenja i tačka ključanja dijamanta?
Prema podacima dobijenim tokom proučavanja svojstava materijala, do njegovog topljenja na vazduhu pod visokim pritiskom dolazi kada se zagreje 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 tačku topljenja dijamanta, naučnici su sproveli eksperimente koristeći mali prirodni mineral, čija je masa bila 1/10 karata. Do ključanja površina materijala došlo je pod uticajem udarnog talasa stvorenog kratkotrajnim laserskim impulsima.
Da bi ustanovili koji je indikator tačka topljenja dijamanta (u stepenima), istraživači su uspeli samo kada su stvorili pritisak koji je bio 40 miliona puta veći od normalnog pritiska atmosfere na nivou mora. Kada je pritisak pao na 11 miliona atmosfera, na površini ključalog minerala počele su da se formiraju čvrste čestice koje ne tonu, već plutaju kao led u vodi.
Gdje se dijamanti nalaze u zemljinoj kori?
Ovi minerali su izuzetno rijetki. Međutim, industrijska ležišta se trenutno razvijaju na gotovo svim kontinentima svijeta. Jedini izuzetak je Antarktik.
PrijeSredinom 19. stoljeća smatralo se da se minerali formiraju u riječnim sedimentima. Kasnije su prve šupljine sa dijamantima otkrivene u kamenitom planinskom tlu na dubini od nekoliko stotina metara.
Prema naučnicima, neki dijamanti su stari između 100 miliona i 2,5 milijardi godina. Istraživači su uspjeli dobiti više "starih" minerala nezemaljskog porijekla. Potonji se donose na planetu zajedno sa meteoritima, koji su nastali u svemiru čak i prije formiranja Sunčevog sistema.
Da li rastopljeni dijamanti postoje u prirodi?
Tačka topljenja dijamanta je toliko visoka da na Zemlji mineral više ne može postojati u obliku ključanja. Međutim, šta je sa svemirskim objektima? Prema naučnicima, tačka topljenja dijamanta se do danas održava 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 naučnicima, na gore navedenim planetama postoje čitavi okeani dijamanata u tečnom, ključajućem obliku. Takva hipoteza objašnjava zašto se magnetsko polje ovih nebeskih tijela ponaša tako čudno. Uostalom, Neptun i Uran su jedine planete u Sunčevom sistemu čiji geografski polovi nemaju jasan položaj i bukvalno su razmaknuti u svemiru. Da bismo potvrdili zanimljivu hipotezu, ostaje samo eksperimentalno simulirati slične uslove na Zemlji. Međutim, ovorješenje u ovom trenutku ostaje izuzetno skupo i dugotrajno. Stoga još nije moguće sa sigurnošću utvrditi da li zaista postoje čitavi oceani rastopljenih dijamanata na obližnjim planetama.
