כיצד נוצרים יהלומים?
תוכן קשור
- יהלומים שנחשפו
- יהלומים שנחשפו
יהלומים נוצרים בעומק כדור הארץ כמאה מיילים לערך מתחת לפני השטח במעטפת העליונה. ברור בחלק הזה של כדור הארץ חם מאוד. יש לחץ רב, משקלו של הסלע שמונח נשמט, כך ששילוב של טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה הוא מה שצריך כדי לגדל גבישים יהלומים בכדור הארץ. ככל הידוע, כל היהלומים שהתגבשו בכדור הארץ נוצרו בתנאים מסוג זה וכמובן שזה חלק מכדור הארץ שאנחנו לא יכולים לדגום ישירות. אין לנו שום דרך לקדוח לעומק הזה או דרך אחרת לנסוע למעטפת העליונה של כדור הארץ.
איך יהלומים נודדים אל פני כדור הארץ?
היהלומים שאנו רואים לפני השטח הם אלה המובאים לפני השטח על ידי התפרצות געשית עמוקה מאוד. זו התפרצות מסוג מיוחד מאוד, שנחשבה לאלימה למדי, שהתרחשה לפני זמן רב בתולדות כדור הארץ. לא ראינו התפרצויות כאלה בתקופה האחרונה. הם היו כנראה בתקופה שהאדמה הייתה חמה יותר, וזו כנראה הסיבה שבגללה התפרצויות אלה היו מושרשות יותר עמוק. התפרצויות אלה נשאו את היהלומים שכבר נוצרו מן המעטפת העליונה אל פני כדור הארץ. כשההתפרצות הגיעה לפני השטח היא בנתה תל של חומר געשי שהתקרר בסופו של דבר, והיהלומים כלולים בתוכו. אלה הם מה שמכונה קימברליטים שהם בדרך כלל המקורות לרבים מהיהלומים המכורים בעולם.
אחד הדברים שאנו יודעים, איפוא, על כל יהלומים שהובאו לפני השטח הוא שתהליך ההתפרצות של קימברליט להביא את היהלומים מהמעטפת העליונה אל פני כדור הארץ היה צריך להתרחש מהר מאוד, כי אם הם היו נוסעים זמן רב מדי ולאט מדי הם היו הופכים פשוטו כמשמעו לגרפיט לאורך הדרך. וכך, על ידי תנועה מהירה הם למעשה ננעלו במקומם במבנה היהלום. ברגע שהיהלומים הובאו מטמפרטורה גבוהה לטמפרטורה נמוכה מאוד מהר - ובמהירות, אנו מתכוונים תוך שעות ספורות - ההתפרצויות האלה, הצינורות הקימברליטיים הללו הנעים לפני השטח, עשויים לנוע בקצב של 20 עד 30 מיילים לכל שעה. ברגע שהיהלומים מובאים אל פני השטח ומתקררים במהירות יחסית, אטומי הפחמן האלה ננעלים למקומם ופשוט אין מספיק אנרגיה כדי להתחיל לסדר אותם מחדש לגרפיט.
מה תפקידו בפחמן ביצירת יהלומים?
יהלומים עשויים פחמן כך שהם יוצרים אטומי פחמן בטמפרטורה ולחץ גבוהים; הם מתחברים זה לזה כדי להתחיל לגדול גבישים. בגלל הטמפרטורה והלחץ, בתנאים אלה, אטומי הפחמן יתקשרו זה לזה בסוג מאוד חזק של קשר זה, בו כל אטום פחמן נקשר לארבעה אטומי פחמן אחרים. זו הסיבה שיהלום הוא חומר כה קשה מכיוון שיש לך כל אטום פחמן שמשתתף בארבעה מהקשרים הקוואלנטיים החזקים האלה שנוצרים בין אטומי פחמן. אז כתוצאה מקבלים את החומר הקשה הזה. שוב מאיפה הפחמן מגיע, כמה מהר הם גדלים, אלה עדיין שאלות פתוחות, אך ברור שהתנאים הם כאלה שיש לך איזשהו קבוצה של אטומי פחמן שנמצאים בסמיכות מספיק עד שהם יתחילו להתקשר. כאשר אטומי פחמן אחרים עוברים לסביבה הם יתקשרו אליהם. ככה כל גביש גדל. זהו תהליך האטומים הנעולים במקום שמייצר את הרשת החוזרת הזו, המבנה הזה של אטומי פחמן, שבסופו של דבר גדל מספיק גדול כדי שייצר גבישים שנוכל לראות. כל אחד מהגבישים הללו, כל יהלום, יהלום אחד קראט, מייצג ממש מיליארדים ומיליארדי אטומי פחמן שכולם היו צריכים להינעל במקום כדי ליצור מבנה גבישי מאוד מסודר זה.
הזכרת שמדענים לא יודעים מאיפה נובע הפחמן. מהם מקורות אפשריים?
בחלק מהמקרים נראה כי הפחמן מקורו במעטפת כדור הארץ, כך שהפחמן היה כבר בכדור הארץ. במקרים אחרים, ישנן עדויות מסקרנות ביותר שמרמזות כי ייתכן שהפחמן מקורו בקרקע פני כדור הארץ. החשיבה שם היא שהפחמן הזה יכול היה להיות פשוטו כמשמעו פחמן שהיה חלק משקעים פחממתיים או של בעלי חיים, צמחים, קונכיות, מה שלא יהיה, שהועבר אל המעטפת העליונה של כדור הארץ על ידי מנגנון הטקטוניקה הפלטה שנקרא תת הכרה.
כמה זמן לוקח יהלומים להיווצר?
אנחנו באמת לא יודעים כמה זמן לוקח. היו ניסיונות לנסות לתארך הכללות בחלקים שונים של יהלומים, ואלה במידה רבה לא צלחו. יכול להיות שיהלומים נוצרים לאורך תקופות קצרות כמו ימים, שבועות, חודשים עד מיליוני שנים. בדרך כלל, כמו בהרבה גבישים שצומחים על כדור הארץ, זה לא תהליך רציף. היהלומים עשויים להתחיל לצמוח ואז עשויה להיות הפרעה מסיבה כלשהי - שינוי בתנאים, טמפרטורה, לחץ, מקור פחמן, מה שלא יהיה - והם יכולים לשבת במשך מיליונים, מאות מיליוני שנים, ואז להתחיל לצמוח שוב . זה חלק מהבעיה של הניסיון לשים עליהם איזושהי תקופת צמיחה; דברים לא תמיד מתרחשים בכדור הארץ ברציפות.
אנו יכולים לגדל יהלומים במעבדה ואנחנו יכולים לדמות שם תנאים. אבל יש דברים שעלינו לעשות כדי לגדל יהלומים במעבדה שלא ברור כיצד זה קורה בכדור הארץ. במעבדה הם בדרך כלל מגדלים, אבל יש איזה זרז. לעתים קרובות מתווספות מעט מתכות בכדי לגרום ליהלומים לצמוח, אך אותם זרזים אינם נצפים ביהלומים מן המעטפת העליונה של כדור הארץ.
בן כמה יהלומים?
ככל שיהיה, כל היהלומים ישנים למדי בכדור הארץ. רוב היווצרות היהלומים ככל הנראה התרחשה בכדור הארץ במהלך מיליארד השנים הראשונות להיסטוריה של כדור הארץ. ישנם משקעי יהלומים שהתגלו שהם צעירים יותר - הסלע עצמו, הקימברייט, הוא אולי רק עשרות מאות מאות מיליוני שנים. האופן בו הם מתארכים יהלומים הוא בדרך כלל התבוננות בתכלילים של מינרלים אחרים ביהלום שניתן לתארך באופן רדיואקטיבי. לא ניתן לתארך את היהלומים עצמם. אבל אם תכלילי המינרלים מכילים אלמנטים מסוימים כמו אשלגן ודברים שניתן להשתמש בהם בתכנית היכרויות רדיואקטיבית, אז על ידי תיארוך הכללת היהלום אתה מקבל איזושהי תחושת גיל היהלום עצמו. והתאריכים האלה תמיד רומזים כי היהלומים ישנים למדי. לפחות מאות מיליוני שנים, אך ברוב המקרים בני מיליארדי שנים, בין גיל שנה לשלושה מיליארד שנה, תקופה בה כדור הארץ ככל הנראה היה חם יותר מכפי שהוא כיום ולכן התנאים היו אולי מתאימים יותר לגידול היהלומים.
בן כמה מוצג היהלום הופ המפורסם במוזיאון ההיסטוריה הטבעית של סמיתסוניאן?
יהלום הופ הוא בן מיליארד שנה לפחות. אתה לא רואה את הסלע המקורי שנשא את היהלומים לפני השטח, אבל הם מצאו כמה קימברליטים בהודו שיש בהם עדויות ליהלומים בתוכם. אותם קימברליטים מתוארכים לפחות למיליארד שנה. כך שמרמז כי יהלומי הופ ויהלומים דומים שנמצאו בהודו הובאו לפני השטח לפני מיליארד שנה לפחות ואולי לפני זמן רב יותר. כך שנוח לנו לומר כי היהלום של הופ הוא בן מיליארד שנה לפחות. כשמסתכלים על התפשטות הגילאים של מרבית היהלומים האחרים, כנראה שזה הרבה יותר מבוגר מזה.
מה הופך את היהלום הופ לכל כך יוצא דופן?
גודלו וצבעו הופכים אותו לבלתי רגיל. כשחושבים על ההיסטוריה של אנשים המכרים יהלומים, מעולם לא נמצא יהלום אחד שייצר יהלום כחול כהה בגודל ואיכות יהלום הופ. זה נותן לך תחושה של כמה יוצא דופן וכמה הוא מדהים. שוב, תמיד טענתי שזה מדהים כמו אובייקט היסטוריה טבעית, כתוצר של כדור הארץ, כמו שהוא אבן חן חתוכה אנושית. רוב הזמן כשאנשים כותבים על יהלום הופ הם מתחילים "טוב זה נמצא בהודו." חלק מהנקודה שאני תמיד מנסה להסביר לאנשים הוא באמת שהסיפור התחיל הרבה יותר מוקדם. יהלומים רבים אף פעם לא מגיעים למצב הזה משום שהם פשוט לא שרדו את כל הדברים האלה שהיו צריכים לקרות.
בחלק השני, למדו על יהלומים צבעוניים, כיצד מדענים מגדלים גרסאות סינתטיות במעבדה ועל מאמצים עולמיים לרסן את מכירת יהלומי העימות. בפרק האחרון של סדרה בת שלושה חלקים, גלה את הסיפורים המרתקים שמאחורי האוסף של הסמיתסוניאן.
