علم

كيف يتكون الماس حقا؟ (ليس من الفحم!)

كيف يتكون الماس حقا؟ (ليس من الفحم!)


يتصدر الماس القائمة على مقياس صلابة موس وهو من أكثر الأحجار الكريمة قيمة على هذا الكوكب - مع إهمال أن De Beers Diamond Cartel يتحكم في السعر. بخلاف الهدايا الممتعة إلى شخصيتك المهمة ، فإن هذه الأحجار مفيدة بشكل كبير في مختلف الصناعات. لذا ، كيف صنعوا؟ ملحوظة: ليس من الفحم.

كيف يتشكلون

لا يمكن للكربون بمفرده تكوين الماس تحت سطح الأرض. من أجل تكوين الكربون تحت السطح ، يجب أن يخضع حوالي 100 ميل (160 كم) تحت سطح الأرض للحرارة والضغط الهائلين. كل من الفحم والماس مصنوعان أساسًا من الكربون ، لكن تركيبهما الكيميائي يختلف اختلافًا كبيرًا.

يتكون الفحم من كربون شديد النقاء يحتوي غالبًا على عناصر مثل الأكسجين والسيلينيوم والهيدروجين والنيتروجين والكبريت. من ناحية أخرى ، يتطلب الماس مصدرًا نقيًا جدًا للكربون ، وأي عيب في النقاء يمكن أن يتسبب في تغيير لون الماس أو يصبح غير مرغوب فيه.

عندما تكون مصادر الكربون شبه النقية مثل ثاني أكسيد الكربون محاصرة بعمق تحت سطح الأرض ، فإن الظروف تكاد تكون مهيأة لتكوين الماس. هناك حاجة إلى حوالي 725000 رطل لكل بوصة مربعة (5000 ميجا باسكال) للضغط على الكربون في شبكة ماسية قوية ذات تناظر ثلاثي. يجب أن تصل درجات الحرارة أيضًا إلى حوالي 2200 درجة فهرنهايت (1204 درجة مئوية).

[مصدر الصورة: بيكساباي]

يبدأ الماس في التكون عند استيفاء هذه الشروط. تبدأ ذرات الكربون في الارتباط بأربع ذرات كربون أخرى ، مما يخلق الشبكة المناسبة وهو مصدر قوة الماس. بمجرد إنشاء الماس ، فإن الخطوة التالية هي الانتقال من أعماق الأرض وصولاً إلى السطح ليتم تعدينه وإيجاده.

كيف ينتقلون إلى السطح

تم جلب معظم الماس الموجود اليوم إلى السطح من خلال الانفجارات البركانية ، التي غالبًا ما تكون عنيفة في طبيعتها. يعتقد العلماء أن عملية نقلهم من موقع تكوينهم إلى السطح كانت ستحدث في غضون ساعتين. كان هذا سيتطلب ثورات بركانية تسافر بسرعة حوالي 30 ميلاً في الساعة ثم تقذف الماس عبر السطح. السبب الرئيسي وراء اعتقاد العلماء أن العملية كانت ستحدث بهذه السرعة هو أنه إذا تعرض الماس للحمم البركانية الشديدة لفترات طويلة من الزمن ، فسيكون قد تشكل في طريقه إلى الجرافيت.

بعد الانفجارات البركانية التي جلبت الماس إلى السطح ، أصبحت محتواة في مادة تسمى كيمبرلايت. هذا هو في الأساس صخور بركانية مبردة. عند غلقها داخل كيمبرلايت ، يمكنها الحفاظ على شكلها الطبيعي الصلب والواضح.

أحد جوانب تكوين الألماس الذي لا يزال الباحثون يكافحون لفهمه هو المدة التي يستغرقها تكوين الماس بشكل طبيعي. نظرًا لأن الظروف الدقيقة لتكوين الماس الطبيعي يكاد يكون من المستحيل تكرارها في المختبر ، فإن أفضل طريقة لتحديد هي التأريخ بالكربون. أدى تأريخ الماس بهذه الطريقة إلى تقدير يتراوح بين مئات الملايين إلى مليارات السنين.

تم توضيح عملية تشكيل الماس جنبًا إلى جنب مع بعض حقائق الماس بمزيد من البساطة في الرسم البياني أدناه.

[مصدر الصورة: كم قصير وربطة عنق]

الماس الاصطناعي

يُزرع الماس الصناعي في بيئة تقوم بشكل مصطنع بتكرار ضغط ودرجة حرارة بيئة التكوين الطبيعي للماس. هناك طريقتان رئيسيتان لصنع الماس الاصطناعي ، إحداهما تتضمن الضغط ودرجة الحرارة ، والأخرى تشمل المواد الكيميائية.

[مصدر الصورة: بيكساباي]

HPTP أو درجة الحرارة المرتفعة الضغط هي الطريقة الرئيسية لصنع الماس الصناعي. يتم وضع قطعة من الجرافيت داخل غرفة الضغط. ثم يتم رفع غرفة الضغط هذه إلى 725000 رطل / بوصة مربعة ودرجة الحرارة فوق 2200 درجة فهرنهايت. في غضون أيام قليلة من التعرض لهذه البيئة ، يمكن أن يتشكل الماس. لبدء التفاعل ، يتعين على العلماء إضافة كمية ضئيلة من محلول المعدن إلى الجرافيت. نتيجة لهذا الحل المضاف ، الماس المنتج بهذه الطريقة ليس نقيًا تمامًا ويستخدم للأغراض الصناعية.

طريقة النمو الثانية للماس تعتمد على البخار الكيميائي. إنها تستخدم عملية تسمى ترسيب البخار الكيميائي الذي ينتج الماس المثالي - أكثر كمالا من الموجود في الطبيعة. في هذه الطريقة ، يتم وضع ماسة بذرة داخل غرفة مفرغة. عادة ما يكون هذا الماس البذري قطعة صغيرة متناهية الصغر من الماس الطبيعي. مرة واحدة ، داخل حجرة التفريغ ، يتعرض الماس لأشعة الميكروويف ويتم ضخ الميثان والهيدروجين فيها. ثم يتم تسخين الغازات إلى أكثر من 2000 درجة فهرنهايت بينما توفر غرفة التفريغ الضغط. تلتصق ذرات الغاز بالماس البذرة وتشكل ورقة مثالية من الماس في غضون يوم واحد.

الماس الاصطناعي المنتج من خلال ترسيب البخار الكيميائي يشبه إلى حد كبير الماس الطبيعي لدرجة أنه حتى بالنسبة للخبراء ، لا يمكن تمييزهم تقريبًا. هذا يرجع في النهاية إلى حقيقة أن الماس الناتج من الناحية الهيكلية والكيميائية هو نفسه تمامًا. قد يخطئ العديد من صائغي المجوهرات في أن الماس الاصطناعي هو الماس الحقيقي ، ومع ذلك ، نادرًا ما تحدث الأخطاء بالعكس.

كارتل دي بيرز الماسي

سيكون من شبه المستحيل مناقشة كيفية تشكل الماس دون ذكر كارتل دي بيرز الماسي على الأقل. حتى منتصف القرن التاسع عشر ، كان الماس نادرًا وذا قيمة. ومع ذلك ، أدى اكتشاف رواسب كبيرة من الماس إلى جهود تعدين كبيرة أدت إلى تدفق الماس الطبيعي في السوق. تم تشكيل شركة الماس De Beers بعد فترة وجيزة من الاندفاع لاستخراج الماس ، وقاموا بتوحيد جميع عمليات التعدين لإنشاء احتكار لتجارة وبيع الأحجار الكريمة.

استمر هذا الاحتكار منذ تأسيس الشركة. الأكثر شهرة ، في ثلاثينيات القرن الماضي ، عندما انخفضت أسعار الألماس بسبب نقص الطلب وزيادة العرض ، بدأت De Beers حملتها التسويقية الشهيرة: "الماس إلى الأبد". كانت هذه الحملة هي التي عززت الماس في ثقافة البوب ​​وهي السبب الرئيسي لكونه الحجر المفضل لخواتم الخطوبة وغيرها من المجوهرات في جميع أنحاء العالم. سعت هذه الحملة الإعلانية إلى إقناع الجمهور بأن حجم الماس الذي اشتريته يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالحب الذي كان لديك لزوجتك ، ومن خلال نجوم السينما وثقافة البوب ​​، فعلت ذلك بالضبط.

[مصدر الصورة: بيكساباي]

لطالما كان الماس ذا قيمة للبشر سواء بشكل طبيعي من خلال نقص العرض أو بشكل مصطنع من خلال التسويق المبتكر. بالنسبة للمجتمع العلمي ، يستمرون في لعب دور كبير لأن خصائصهم المادية لا مثيل لها. سواء كان على يد زوجتك أو على رأس أداة قص قوية ، فإن الماس يحيط بعالمنا بطرق لم تكن لتتوقعها الأجيال الماضية.

المصادر:Sarine ، Live Science ، DMIA ، Business Insider

راجع أيضًا: تتيح لك الشركة ارتداء الموتى كألماس تذكاري


شاهد الفيديو: طالبتان ببنى سويف تبتكران طريقة لتحويل الفحم إلى ماس