Sisältö
- Mikä on Popigai-kraatteri?
- Todisteet valtavasta lämmöstä ja paineesta
- Mitä tapahtui vaikutuskohdassa?
- Millaisia timantteja?
- Louhitaanko nämä timantit?
- Lonsdaleite
- Venäjä timanttituottajana
Popigai-kraatterin vaikutus: Suuret asteroidit voivat lyödä maata nopeudella 15 - 20 mailia sekunnissa. Tämä tuottaa riittävän voimakkaan iskun, jotta höyrystyy kallio, kaivaa valtava kraatteri ja räjäyttää miljoonia tonneja ejektaa ilmaan. Voima törmäyspisteessä ylittää timanttien tuottamiseen tarvittavan lämpötilan ja paineen. Jos hiiltä on läsnä iskukohtaa ympäröivissä kivissä, timanttien muodostuminen on mahdollista.
Mikä on Popigai-kraatteri?
Noin 35 miljoonaa vuotta sitten halkaisijaltaan noin 5–8 kilometriä asteroidi, joka kulki nopeudella 15–20 kilometriä sekunnissa, upposi alueelle, jota nykyään kutsutaan Venäjän pohjois-Siperian Taymyrin niemimaalla. Tämän hyperkehitysvaikutuksen välittämä energia oli tarpeeksi voimakas sulattamaan heti tuhansia kuutiometrejä kiveä ja räjäyttämään miljoonia metrisiä tonneja ejektan korkeita ilmaan. Osa tuosta ejektasta laskeutui muille mantereille.
Räjähdys tuotti 100 kilometrin leveän iskukraattorin, jonka vanteen muoto oli muodonmuutos 20 kilometriä leveä. Tunnemme tämän ominaisuuden nimellä "Popigai-kraatteri" tai "Popigai-astroblemi", seitsemänneksi suurin maapallolla tunnistettu kraatteri.
Todisteet valtavasta lämmöstä ja paineesta
Nykyään, 35 miljoonaa vuotta myöhemmin, tutkijat ovat löytäneet kraatterista satoja kuutikilometrejä tagamiteä (kivi sulanut törmäyksen seurauksena). He uskovat, että alun perin sulanut noin 1750 kuutiometriä kiveä, mutta noin puolet siitä jätti kraatterin ejektana. Törmäyskohdassa on myös laajoja sueviittiaineistoja (tavoitekalliosta muodostuva breccia), joka on jopa 600 metriä paksu. Kerros sueviittia kattaa alueen noin 5000 kuutiometriä.
Tämän iskun aiheuttama lämpö ja paine ylittivät huomattavasti sen, mitä tarvitaan timanttien muodostumiseen iskupisteessä. Viiden kilometrin leveän esineen hyperkehitysvaikutus tuottaisi miljoonien ydinaseiden vastaavan energiapurskeen ja lämpötilat kuumemmat kuin auringonpinta.
Popigai-kraatterin vaikutus breccia: Suuri 457,7 gramman näyte brecciaa massiivisesta Popigai-kraatterista Pohjois-Siperiassa. Huomaa värien, kokojen, muotojen ja tekstuurien monimuotoisuus yhdessä massassa - seurauksena suuresta meteoriitista, joka heitti miljoonia tonneja kiviä ilmaan. Kun fragmentit putosivat takaisin Maahan, eri kerrosten kivit sekoitettiin toisiinsa. Miljoonien vuosien lämpö ja paine puristivat lajitelmat palamaan kiinteään massaan, jota kutsutaan iskumarsuksi. Valokuva Geoffrey Notkin, tekijänoikeuksien Aerolite Meteorites.
Mitä tapahtui vaikutuskohdassa?
Vaikutus tapahtui, kun arkean grafiittigranaattisella kellarikivillä päällystettiin noin 1,5 kilometrin pituinen sedimenttikuori. Kivi törmäyskohdassa höyrystyi heti, ja 8–10 kilometriä syvä kraatteri räjähti sedimenttikuoren läpi ja alla olevaan gneissiin.
Lämmön ja paineen voimakkuus laski etäisyydellä iskukohdasta. Noin 12 kilometrin etäisyydellä törmäyskohdasta olosuhteet olivat todennäköisesti edelleen liian ankarat timanttien muodostumiseen ja selviytymiseen.
Nykyään löydetyt timantit muodostuivat todennäköisesti ohuesta kalliovyöhykkeestä, joka sijaitsee noin 12–13 kilometrin päässä törmäyspisteestä. Tämä loi timanttia kantavan kivin kuoren, joka oli noin 1-2 kilometriä paksu puolipallon muodossa törmäyskohdan ympärillä. Tällä vyöhykkeellä arkeanisen grafiittigranaatti-gneissin grafiittihiutaleet muutettiin heti timanteiksi. Tutkijoiden arvion mukaan tämän timanttia kantavan kiven kuoren tilavuus oli noin 1600 kuutiometriä ja se sisälsi enemmän timantteja kuin kaikki maapallon muut tunnetut talletukset yhdessä.
Popigai-kraatterin satelliittikuva: Satelliittikuva Popigain iskulaatikosta, joka sijaitsee napapiirin pohjoispuolella Siperiassa, Venäjällä. Kraatteri on huonosti näkyvä, koska ejekta ja 35 miljoonan vuoden eroosio peittivät sen. Kuva NASA. Suurenna kuvaa.
Millaisia timantteja?
Popigai-vaikutelmassa timantin muodostumiseen tarvittavat olosuhteet olivat läsnä vain hetken ajan. Tämä flash-muodostuminen muutti arkeanisen grafiittigranaatin granaatin grafiittihiutaleet timanteiksi. Monet tuotetuista timanteista olivat pieniä monikiteisiä kiviä, jotka ovat suunnilleen samankokoisia ja -muotoisia kuin gneississä olevat grafiittihiutaleet. Useimmat ovat pieniä kiviä, joiden koko on alle 2,0 millimetriä ja jotka saattavat olla sopivia timanttihioma-aineiden valmistukseen. Koska nämä timantit muodostuivat lämmön ja paineen välähdyksellä, suurien selkeyden ja puhtauden monikiteisten kivien kehittymiseen ei ollut riittävästi aikaa. Tästä syystä Popigai ei todennäköisesti ole helmi-timanttikaivostoiminnan paikka.
Louhitaanko nämä timantit?
Popigai-kraatterin alla olevat timantit eivät todennäköisesti ole ensisijainen kaivoskohde. Nykyään suurin osa teollisuuden timanteista on synteettisiä kiviä. Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos raportoi kalenterivuodelta 2010:
"Luonnollisen timantin osuus on noin 1,4% kaikista käytetyistä teollisuuden timanteista, kun taas synteettisen timannin osuus loput."Synteettisten timanttien tuotannon tehokkuus ja kustannukset ovat parantuneet tasaisesti viime vuosikymmeninä. Nyt on halvempaa "valmistaa teollisuuden timantteja" kuin miinoida niitä. Vuonna 2010 synteettisen teollisuuden timanttituotanto maailmanlaajuisesti oli noin 4,38 miljardia karaattia, joiden arvo oli 1,65–2,50 miljardia dollaria. Tämä on keskimääräinen hinta, joka on noin 50 senttiä karaatilta tai vähemmän. Kiinalaiset yritykset tuottivat yli 90% maailman synteettisestä timantista.
Popigai-kraatteri on syrjäisellä paikalla napapiirin yläpuolella, vaikeassa ympäristössä, ilman infrastruktuuria eikä paikallisia työntekijöiden ja tuen lähteitä. Talteenottoa varten timanttien on: 1) oltava riittävän suuria kerättäviksi ja käytettäviksi teollisuudessa; 2) jolla on teollisuudelle hyödyllisiä fysikaalisia ominaisuuksia; ja 3) oltava läsnä riittävän korkeina pitoisuuksina taloudellisesti louhittavaksi. Venäläiset eivät ole julkaissut tietoja vahvistaakseen, että talletus on myytävä.
Lonsdaleite
Pieniä määriä lonsdaleiittia on ilmoitettu olevan läsnä Popigai-kraatterin timanttipitoisissa kiveissä. Lonsdaleiitti on harvinainen hiilimineraali, jolla on kuusikulmainen kiderakenne ja joka on liitetty timantteihin meteoriiteissa ja iskurakenteissa. Kuten timantti, se on mineraali, joka muodostuu erittäin korkean lämpötilan ja paineen olosuhteissa. Sitä kutsutaan usein "kuusikulmaiseksi timantiksi".
Joidenkin synteettisen lonsdaleiitti-näytteiden kestävyysominaisuuksien on ilmoitettu ylittävän timanttia. Näitä ominaisuuksia ei ole ilmoitettu luonnollisissa näytteissä tai Popigai-kraatterista kerätyissä näytteissä.
Venäjä timanttituottajana
Venäläisillä on merkittävä asiantuntemus timanttien louhinnasta, synteettisten timanttien tuotannosta ja timanttien käytöstä teollisuusmateriaalina. Venäjän valtion omistama timanttikaivosyhtiö Alrosa tuottaa enemmän luonnollisia timantteja kuin mikään muu yritys maailmassa ja on merkittävä laboratoriossa kasvatettujen timanttien tuottaja. Venäjä maana tuottaa enemmän jalokivi timantteja kuin mikään muu maa kuin Botswana. He ovat louhineet timantteja ja valmistaneet niitä laboratorioissa jo pitkään. Jos Popigai olisi mistä tahansa syystä taloudellinen bonanza, he todennäköisesti olisivat louhineet sen jo kauan sitten.