Polecane artykuły

Technologia. Skąd biorą się diamenty?

10.05.2017 12:47:49

Lubisz? Udostępnij!

Diamenty nie są najrzadszymi z materiałów geologicznych, ale należą do najcenniejszych minerałów na Ziemi. Dlaczego? Aby zamienić węgiel w diament potrzeba bardzo silnych nacisków. Są one zdecydowanie większe od tych, które jest w stanie wytworzyć człowiek. Dlatego diamenty mogą powstać wyłącznie w płaszczu Ziemi, setki kilometrów pod naszymi stopami.

Wnętrze wydobyte na powierzchnię

Sekret, dzięki któremu diamenty trafiają na powierzchnię, abyśmy mogli je przerabiać i sprzedawać, tkwi w jednych z najdziwniejszych i najrzadszych erupcji wulkanów na naszej planecie. Są nimi kimberlity, które przenoszą materiał z głębi globu, gdzie prawdopodobnie tworzą się diamenty. Ich erupcje mogą wystrzeliwać skały z płaszcza Ziemi z prędkością ponad 250 km/h.

Szybująca w górę magma ma szczególne właściwości i jest nazywana przez geologów „ultramaficzną”. Oznacza to, że w porównaniu z innymi magmami jest uboga w krzemionkę i ma dużą zawartość magnezu. Jest również chłodna, czyli prawdopodobnie pochodzi bezpośrednio z płaszcza Ziemi – warstwy skały pod jej skorupą.

Nawet najgłębsza skorupa ma tylko 70 km grubości, a źródło magmy prawdopodobnie przekracza 200 km. W skorupach kimberlitu znajdziemy wszelkiego rodzaju kawałki skał i minerałów. Opisuje się go jako „marchewkę”, rozszerzającą się na szczycie i wąską w głębi.

Kimberlity nie są powszechne, większość znajduje się w obszarach najstarszych skał Ziemi, zwanych kratami kontynentalnymi. Ponadto występują również w Kentucky, Arkansas, Kanadzie, Brazylii, Syberii, Południowej Afryce, północnych Chinach i Australii. Geolodzy nie są pewni, dlaczego tak się dzieje, ale pojawiają się one zawsze tam, gdzie jest stara skorupa Ziemi.

Większość kimberlitów pochodzi z proterozoiku (541 milionów do 2,5 miliarda lat temu) lub kredy (79 145 milionów lat temu). Jest jednak kilka miejsc, w których – jak uważają geolodzy – mogą wybuchać młodsze kimberlity. Są to wzgórza Igwisi w Tanzanii, które mogą mieć tylko 10–20 tysięcy lat.

Co mogłoby spowodować erupcję kimberlitu dzisiaj? Musi to pozostać tajemnicą. Tak naprawdę nie wiemy, co musiałaby się zdarzyć, żeby diamenty wystrzeliły ze skały wulkanicznej.

Jak zrobić diamenty?

Erupcja kimberlitów następuje prawdopodobnie wówczas, kiedy bogata w dwutlenek węgla magma formuje się w topniejący płaszcz. Może zawierać ona niemal 20% dwutlenku węgla, w przeciwieństwie do magmy typowej, która zawiera jedynie kilka procent tego gazu. Obszar bogatej w dwutlenek węgla magmy tworzy się 250 km pod powierzchnią i zaczyna się gwałtownie podnosić.

W miarę wzrostu, CO2 zaczyna się wydzielać z roztworu i wskazuje drogę podnoszącej się magmie. Przenika do pęknięć i rozbija skałę, co powoduje dalsze podnoszenie się magmy. Za nią formuje się magma kimberlitowa, która ciągle odgazowuje się, tworząc pianę naśladującą pianę dwutlenku węgla.

Skomplikowane? Tak naprawdę jest to jedna wielka butelka z magmą, której wierzchołek wystrzeli. jednak zanim dotrze ona do powierzchni, piana o grubości 2–4 kilometrów przeciska się przez otwór o średnicy 1–3 metrów.

Cała piana przechodząca przez skały jest pod ogromnym ciśnieniem, a jego zmiana powoduje, że ściany rury w miarę wznoszenia się pękają, dodając do magmy coraz więcej materiału. Piana wznosi się od 30 do 50 m/s, czyli powyżej 100 km/h.

Gaz i piana? Tak, blisko powierzchni porusza się już około 300 do 600 m/s, czyli ponad 1000 km/h.

Siła wybuchu

Gdyby ktoś był w pobliżu wulkanu tuż przed erupcją, nie mógłby dostrzec wielu sygnałów świadczących o rozpoczynającym się procesie wybuchu. Gwałtowna natura tego zjawiska sprawia, że jedynym znakiem, że piana jest blisko powierzchni, może być trzęsienie ziemi. Ponieważ ludzie nigdy nie doświadczyli erupcji kimberlitu, gdyby coś takiego się zdarzyło, pojawiłaby się potrzeba opracowania zupełnie nowych systemów monitorowania i zapobiegania wypadkom.

Kiedy wierzchołek piany dotrze do powierzchni, następuje ogromna eksplozja. Cała zawartość magmy, CO2, wulkanicznych szczątków i wszystkiego, co złączyło się z tą masą po drodze, w ciągu kilku minut dociera na wysokość 20–30 km, czyli na kształt erupcji Mount St. Helens w 1980 roku.

Całość zakończy się dosyć szybko, kiedy spadek ciśnienia w rurze spowoduje, że ściany zaczną się zapadać. Niestety, nie spadnie deszcz diamentów – utkną one w magmie lub w kraterze.

Po erupcji krater prawdopodobnie napełni się, tworząc małe jezioro. Jeżeli wystąpi pierwszy wybuch, można spodziewać się kolejnych, jednak naukowcy nie wiedzą, ile czasu potrzeba – godzin, dni czy lat.

Erupcja kimberlitu współcześnie byłaby jednym z najbardziej dramatycznych zdarzeń geologicznych, jakich doświadczyliśmy. W ciągu zaledwie kilku godzin materiał z płaszcza trafiłby na Ziemię w eksplozji, która skończyłaby się tak szybko, jak się zaczęła. Obszar wokół otworu byłby zdruzgotany, ale okolicy nie zauważono by większych skutków – chyba, że wybuchów byłoby kilka. Otaczający krajobraz byłby pokryty popiołem i gruzami wulkanicznymi. Krater byłby co prawda wielkości dużego zlewu, ale pył wulkaniczny rozciągałby się na obszarze dziesiątków kilometrów. 


0 2