כיצד נוצרים יהלומים בטבע?

במשך זמן רב, היהלום הפך לסטנדרט של חוזק, בלתי מנוצח ויציבות. עם זאת, כדאי להיות מודע לאופן שבו נוצרים יהלומים.

לא כל כך מעט אנשים החזיקו לפחות פעם אחת בחייהם תכשיטים עם יהלומים בידיהם. אבל לגבי מקור פנינת הייחוס, המצב הרבה יותר גרוע. אפילו מינרלוגים וגיאולוגים מנוסים אינם יכולים לומר בוודאות מלאה איזו גרסה נכונה.

יהלומים נודעו הרבה לפני תקופתנו. אי אפשר היה לעבור אבן עם תכונות יוצאות דופן כאלה.

אחת האגדות הישנות אומרת כי:

• גבישי יהלומים הם יצורים חיים;
• הם יכולים להיות ממינים שונים;
• האורגניזמים הללו "צורכים את הטל השמימי";
• הם יכולים לגדול בגודלם ואף להתרבות.

המיתולוגיה ההודית העתיקה טענה שיהלום מופיע בטבע כאשר משולבים חמישה עקרונות טבעיים בסיסיים. אלו כוללים:

• אוויר;
• מים;
• כדור הארץ;
• שָׁמַיִם;
• אֵנֶרְגִיָה.

בכתבי יד עתיקים החלו מיד לציין שהיהלום קשה מאוד ובעל ברק יוצא דופן. לא פעם נכתב שהמינרל הזה יכול להופיע "על הסלע, בים ועל הגבעות שמעל מכרות הזהב".

אגדות על סינדבאד המלח מספרות שאיפשהו יש ערוץ עמוק למדי, שבתחתיתו מסתתרים המרבצים העיקריים של יהלומים. אבל, כמובן, כל זה בקורלציה חלשה מאוד עם המציאות.

עלינו לחלוק כבוד לאנשי העת העתיקה וימי הביניים. החיפוש אחר הסיבה האמיתית להיווצרותו של יהלום מראה שהמחשבה האנושית מעולם לא עמדה מלכת. ובכל זאת ניתן היה להציג את הגרסאות הרציניות הראשונות להופעתו רק לאחר 1797 - אז נקבע בדיוק ההרכב הכימי של המינרל.

מעט מאוחר יותר התגלה שההבדל בין יהלום, גרפיט וסוגים שונים של פחם נובע מסידור האטומים בתוך סריגי הגביש.

מהות המושג היא הופעת המינרלים הללו כתוצאה מתנועת מאגמה. ההנחה היא שרובם הופיעו לא לפני 2.5 מיליארד ולא יאוחר מ-100 מיליון שנים. זה קרה בעומק של כ-200 ק"מ. שם, הגרפיט הושפע בו זמנית מטמפרטורה גבוהה של כ-1,000 מעלות ולחץ של 50,000 אטמוספרות.

אחת הגרסאות של הגרסה מרמזת שאבנים חצי יקרות נוצרו כבר על פני האדמה.

זה קרה כתוצאה מהתמצקות הלבה במגע עם אוויר. הבעיה היא שהטמפרטורה והלחץ במצב כזה לא גבוהים מדי. מסיבה זו, מושג זה אינו פופולרי בקרב אנשי מקצוע.

קיימת הנחה חלופית לפיה אבני חן נוצרות מסלעים אולטרה-בסיסיים.

רק מאוחר יותר, כשהמאגמה עלתה כלפי מעלה, נזרקה איתה אבן. הרוב המכריע של הגיאולוגים נוטים לגישה זו. גרסת ביניים היא שיהלומים נוצרים כאשר המאגמה כבר החלה לנוע כלפי מעלה, אך עדיין לא הגיעה לפתח האוורור.

שינויים כאלה במבנה מחזקים משמעותית את האבן עצמה ומעניקים לה את התכונות המוערכות כל כך בשוק הסחורות.

עתודות יהלומים לשעבר הקשורות למרבצים עתיקים ולצינורות קימברליט נדירים יותר ויותר. והצורך באבנים גדול. לפעמים תושבי אזורים געשיים, זמן מה לאחר ההתפרצויות, מחלצים את המינרל הקשה ביותר מהלבה שהתקשה. אבל התנאים הנדרשים להופעתו מתקבלים לא רק בגלל תהליכים געשיים, בעוד שכמה חוקרי יהלומים שמים לב לא רק למעמקי כדור הארץ, אלא גם כלפי מעלה.

שוב ושוב, גם כאשר בחנו חלקים של מטאוריטים, נמצאו יהלומים שלמים (או חלקיקים בודדים שלהם). האיכות של המינרלים הללו הייתה מעולה.

פעם, כשנפל מטאוריט בארצות הברית, נמצאו אבנים יקרות בקירות המכתש. אבל הם היו שונים במקצת מהאפשרויות הרגילות. ההבדל, לפי חלק מהמקורות, נוגע למבנה סריג הקריסטל - הוא אינו בא לידי ביטוי במראה החיצוני.

כמה מומחים מאמינים שיהלומים כבר נמצאים בתוך המטאוריטים. כשהן נהרסות, האבנים "חופשיות".

רעיון פופולרי יותר הוא שהאבן מופיעה כבר בהשפעה על פני כדור הארץ. תהליך זה מעורר שחרור של אנרגיה מכנית ותרמית משמעותית.

מסיבה זו, הן הטמפרטורה והן הלחץ במרכז (שם יישאר המכתש) עולים בחדות. גורמים אלה מובילים לטרנספורמציה האופיינית של פחמן.

תצפיות ספקטרוגרפיות הראו שפחמן גזי (בצורה טהורה או בשילוב עם חנקן, מימן) קיים באטמוספירה של השמש. אסטרונומים וקוסמולוגים מאמינים שהיסוד הזה היה גם בקרישים העצומים של גז, אבק, שהפכו למבשרים של כל כוכבי הלכת. עם הקירור, הגזים התמזגו. בהדרגה התפזרו על המסה חומרים נוזליים: הכבדים יותר שקעו למטה, והקלים צפים למעלה.

מסות מגמטיות נוזליות בתקופה הראשונית של התפתחות כדור הארץ פרצו בקלות דרך שכבה דקה של קרום כדור הארץ. פחמן הגיב באופן פעיל עם מימן. כתוצאה מכך, קרום כדור הארץ איבד בהדרגה את היסוד הכימי הזה.

בשלב הנוכחי של ההיסטוריה הגיאולוגית של הפלנטה שלנו, הוא מהווה כ-1%. טיול כזה מאפשר לנו להסיק מסקנה פרדוקסלית כלפי חוץ: אין סתירות עמוקות בין השערות געשיות וקוסמיות.

ההבדל היחיד הוא בדרכים שבהן היא הגיעה למקום מסוים. מומחים מאמינים שרוב הפחמן נמצא כעת בחלק החיצוני של המעטפת, מכיוון ששם טמפרטורה ולחץ גבוהים מובילים להיווצרות תרכובות של החומר הבסיסי עם מתכות כבדות. אבל חלק מאטומי הפחמן מחוברים זה לזה.

אפילו ורנדסקי ופרסמן המפורסמים הציגו את ההנחה שכך נולדים יהלומים. התוכנית של טרנספורמציות גיאוכימיות של פחמן שייכת לשני מדענים. לפי תכנית קלאסית זו, גם היהלום וגם הגרפיט מרוכזים בעיקר בשכבות התחתונות של הליתוספירה.

הבארות העמוקות ביותר על פני כדור הארץ מגיעות רק לעומק של 10-12 ק"מ. במקביל, גרעין יהלומים, אפילו לפי גרסתו של פרסמן, מתרחש בעומקים של 30-40 ק"מ לפחות. זהו העובי הממוצע של קרום כדור הארץ. לא ניתן יהיה לבדוק את גרסת המעטפת ברמת הקידוח הנוכחית. אם נחזור לגרסה המעטפת-מגמטית, ראוי לציין שלפיה, פחמן יכול להפוך ליהלומים אם:

• סביבה אחידה מבחינה כימית תתקיים במשך מאות מיליוני שנים;
• תוך שמירה על שיפועים תרמיים חלשים;
• הלחץ יעלה ביציבות על 5,000 Pa.

הפרמטרים המתאימים, המבוססים על מושגי הגיאולוגיה המודרנית, מושגים בעומק של 100 עד 200 ק"מ.

תנאי הכרחי נוסף ל"הצלחה" הוא נוכחותם של דיאטרים או פריצות דרך בקרום כדור הארץ. על פלטפורמות יבשות, נמס מגמטי רווי בכמויות ניכרות של גזים יכול לפרוץ דרכו. כתוצאה מכך נוצרים צינורות הקימברליט הידועים.

קיימת גם גרסה חלופית של נוזל, לפיה המינרל החזק ביותר מתגבש בעומק רדוד יותר. נקודת המוצא היא ריקבון של מתאן או חמצון לא שלם שלו. חומר החמצון הוא תערובת של מימן, פחמן, חמצן וגופרית. ארבעה יסודות יכולים להיות במצב צבירה נוזלי וגזי כאחד.

מהשערת הנוזל עולה כי יהלומים יכולים להופיע בטמפרטורה של 1,000 מעלות, הפועלים בו זמנית בלחץ של 100 עד 500 פסקל.

זה לא מעשי לבצע כרייה בקנה מידה גדול במקומות אחרים. עם הזמן, תהליכים גיאולוגיים מובילים להרס של החלק העליון של המרבצים הראשוניים. יהלומים משם נסחפים (ונסחפים בעבר) על ידי מים זורמים. כאשר המינרל מופקד שוב, מופיעים מניחים.

למסתורין של מקור היהלומים, ראה את הסרטון הבא.