Indhold
- Hvad er Popigai-krateret?
- Bevis for enorm varme og tryk
- Hvad skete der ved indvirkningen?
- Hvilken slags diamanter?
- Vil disse diamanter udvindes?
- Lonsdaleite
- Rusland som diamantproducent
Popigai krater påvirkning: Store asteroider kan ramme Jorden med en hastighed på 15 til 20 miles i sekundet. Dette giver en påvirkning, der er kraftig nok til at fordampe sten, udgrave et enormt krater og sprænge millioner af tons ejecta i luften. Kraften på anslagspunktet overstiger temperaturen og det tryk, der kræves for at fremstille diamanter. Hvis der er kulstof i klipperne, der omgiver slagstedet, er dannelsen af diamanter mulig.
Hvad er Popigai-krateret?
For cirka 35 millioner år siden smed en asteroide med en diameter på mellem 5 og 8 kilometer, der kørte med en hastighed på ca. 15 til 20 kilometer i sekundet, ind i det område, der nu er kendt som Taymyr-halvøen i det nordlige Sibirien, Rusland. Den energi, der blev leveret af denne påvirkning af hypervelocity, var kraftig nok til øjeblikkeligt at smelte tusinder af kubik kilometer med sten og sprænge millioner af metriske tons ejecta højt i luften. Nogle af den ejecta landede på andre kontinenter.
Eksplosionen producerede et 100 km bredt slagkrater med en kant af deformeret klippe op til 20 kilometer bred. Vi kender nu denne funktion som "Popigai Crater" eller "Popigai Astroblem", det syvende største påvirkningskrater, der er blevet identificeret på Jorden.
Bevis for enorm varme og tryk
I dag, 35 millioner år senere, har forskere fundet hundreder af kubik kilometer tagamit (sten smeltet som følge af påvirkningen) i krateret. De mener, at oprindeligt omkring 1750 kubik kilometer med sten blev smeltet, men ca. halvdelen af det efterlod krateret som ejecta. Der er også omfattende suevitiske aflejringer (breccia dannet af fragmenter af målfjeld) op til 600 meter tykke på anslagsstedet. Et lag suevite dækker et område på ca. 5000 kubik kilometer.
Varmen og trykket, der blev produceret ved denne påvirkning, overskred meget, hvad der kræves til dannelse af diamanter ved anslagspunktet. En hypervelocity-påvirkning af et 5 kilometer bredt objekt ville frembringe et energiburst svarende til millioner af atomvåben og temperaturer varmere end solens overflade.
Popigai krater påvirkning breccia: Et stort eksemplar af breccia på 457,7 gram fra det massive Popigai-krater i det nordlige Sibirien. Bemærk forskellige farver, størrelser, former og strukturer inden for en enkelt masse - resultatet af en stor meteoritpåvirkning, der kastede millioner af tonsvis af sten i luften. Da fragmenter faldt tilbage til Jorden, blev klipper fra forskellige lag lagret sammen. Millioner af år med varme og tryk komprimerede de forskellige stykker til en fast masse kendt som en impact breccia. Fotografi af Geoffrey Notkin, copyright Aerolite Meteorites.
Hvad skete der ved indvirkningen?
Virkningen fandt sted, hvor arkæisk grafit-granat gneis kælder sten blev overlagt med ca. 1,5 kilometer sedimentær dækning. Klippet ved påvirkningen blev øjeblikkeligt fordampet, og et 8- til 10 kilometer dybt krater sprængtes gennem det sedimentære dæksel og ind i den underliggende gneis.
Intensiteten af varme og tryk faldt med afstanden fra slagpunktet. I en afstand af ca. 12 kilometer ud fra påvirkningspunktet var forholdene sandsynligvis stadig for svære til dannelse og overlevelse af diamanter.
De diamanter, der blev fundet i dag, blev sandsynligvis dannet i et tyndt område med klipper beliggende ca. 12 til 13 kilometer ud fra anslagspunktet. Dette skabte en skal af diamantbærende sten, der var ca. 1 til 2 kilometer tyk i form af en halvkugle omkring anslagspunktet. I denne zone blev flager af grafit i den arkæiske grafit-granat gneis øjeblikkeligt omdannet til diamant. Forskere estimerer, at denne skal af diamantbærende sten havde et volumen på ca. 1600 kubik kilometer og indeholdt flere diamanter end alle jordens andre kendte aflejringer tilsammen.
Popigai Crater satellitbillede: Satellitbillede af Popigai-påvirkningskrateret nord for polarsirklen i Sibirien, Rusland. Krateret er dårligt synligt, fordi det er blevet skjult af ejecta og 35 millioner år med erosion. Billede af NASA. Forstør billede.
Hvilken slags diamanter?
I Popigai-påvirkningen var betingelserne for at danne diamant til stede bare et øjeblik. Denne flashformation omdannede flager af grafit i den arkæiske grafit-granat gneis til diamant. Mange af de producerede diamanter var små polykrystallinske sten, der har omtrent samme størrelse og form som grafitflagene i gneisen. De fleste er små sten under 2,0 millimeter i størrelse, der muligvis er egnet til fremstilling af diamantslibemidler. Fordi disse diamanter blev dannet i et blitz af varme og tryk, var der utilstrækkelig tid til at udvikle store, krystalsten med stor klarhed og renhed. Af den grund er Popigai sandsynligvis ikke stedet for en diamantminedrift.
Vil disse diamanter udvindes?
Diamanter under Popigai-krateret er sandsynligvis ikke et prioriteret mål for minedrift. I dag er de fleste af verdens industrielle diamanter syntetiske sten. For kalenderåret 2010 rapporterede den amerikanske geologiske undersøgelse:
"Naturlig diamant tegner sig for ca. 1,4% af al den anvendte industrielle diamant, mens syntetisk diamant tegner sig for resten."Effektiviteten og omkostningerne ved fremstilling af syntetiske diamanter er jævnligt forbedret i løbet af de sidste par årtier. Det er nu billigere at "fremstille industrielle diamanter", end det er at miner dem. I 2010 var den verdensomspændende produktion af syntetisk industriel diamant omkring 4,38 milliarder karat værdiansat mellem 1,65 milliarder dollars og 2,50 milliarder dollars. Dette er en gennemsnitlig pris på ca. 50 cent pr. Karat eller mindre. Kinesiske virksomheder producerede over 90% af verdens syntetiske diamanter.
Popigai-krateret ligger i et fjerntliggende sted over polcirklen, i et vanskeligt miljø, uden infrastruktur og ingen lokal kilde til ansatte og support. For at deponering skal udvindes skal diamanterne: 1) være store nok til at blive genvundet og brugt i industrien; 2) har fysiske egenskaber, der er nyttige for industrien; og 3) være til stede i høje nok koncentrationer til at være økonomisk udvindet. Russerne har ikke frigivet nogen oplysninger for at bekræfte, at indbetalingen er minable.
Lonsdaleite
Det rapporteres, at små mængder lonsdaleite er til stede i de diamantbærende klipper i Popigai-krateret. Lonsdaleite er et sjældent kulstofmineral med en hexagonal krystalstruktur, der er forbundet med diamanter i meteoritter og ved slagstrukturer. Ligesom diamant er det et mineral, der dannes under forhold med meget høj temperatur og tryk. Det omtales ofte som "hexagonal diamant."
Nogle eksempler på syntetisk lonsdaleit er rapporteret at have holdbarhedsegenskaber, der overstiger diamantens. Disse egenskaber er ikke rapporteret i naturlige prøver eller i prøver indsamlet fra Popigai Crater.
Rusland som diamantproducent
Russerne har betydelig ekspertise inden for diamantminedrift, syntetisk diamantproduktion og brugen af diamant som industrielt materiale. Alrosa, det statsejede diamantmineselskab i Rusland, producerer mere naturlige diamanter end noget andet selskab i verden og er en betydelig producent af lab-dyrkede diamanter. Rusland som land producerer flere ædelstensdiamanter end noget andet land end Botswana. De har gruvet diamanter og produceret dem i laboratorier i lang tid. Hvis Popigai var en økonomisk bonanza af en eller anden grund, ville de sandsynligvis have drevet minedrift for længe siden.