Innehåll
- Vad är Popigai-krateret?
- Bevis på enorm värme och tryck
- Vad hände vid påverkan?
- Vilken typ av diamanter?
- Kommer dessa diamanter bryts?
- lonsdaleit
- Ryssland som diamantproducent
Popigai Crater-påverkan: Stora asteroider kan träffa jorden med en hastighet av 15 till 20 mil per sekund. Detta ger en påverkan som är tillräckligt kraftig för att förånga sten, gräva ut en enorm krater och spränga miljoner ton ejecta i luften. Kraften vid anslagspunkten överskrider temperaturen och trycket som krävs för att producera diamanter. Om kol finns i klipporna som omger slagplatsen är diamantbildning möjlig.
Vad är Popigai-krateret?
För cirka 35 miljoner år sedan slängde en asteroid med cirka 5 till 8 kilometer i diameter, som körde med en hastighet av cirka 15 till 20 kilometer per sekund, in i det område som nu kallas Taymyr-halvön i norra Sibirien, Ryssland. Energin som levererades av denna hypervelocity-effekt var tillräckligt kraftig för att omedelbart smälta tusentals kubik kilometer berg och spränga miljontals ton ejecta högt i luften. En del av den ejecta landade på andra kontinenter.
Explosionen producerade en 100 kilometer bred slagkrater med en kant av deformerat berg upp till 20 kilometer bred. Vi känner nu denna funktion som "Popigai Crater" eller "Popigai Astroblem", den sjunde största slagkratern som har identifierats på jorden.
Bevis på enorm värme och tryck
Idag, 35 miljoner år senare, har forskare hittat hundratals kubik kilometer tagamit (sten smält som en följd av påverkan) i krateret. De tror att ungefär 1750 kubik kilometer berg smälts, men ungefär hälften av det lämnade krateret som ejecta. Det finns också stora suevitiska avlagringar (breccia som bildas av fragment av målberg) som är upp till 600 meter tjocka vid slagplatsen. Ett lager av suevite täcker ett område på cirka 5000 kubik kilometer.
Värmen och trycket som producerades av denna påverkan överskred i hög grad vad som krävs för bildandet av diamanter vid slagpunkten. En hypervelocitypåverkan av ett 5 kilometer bredt föremål skulle ge en energiburst motsvarande miljoner kärnvapen och temperaturer varmare än solens yta.
Popigai krater påverkar breccia: Ett stort 457,7-gram prov av breccia från den massiva Popigai-krateret i norra Sibirien. Lägg märke till mångfalden av färger, storlekar, former och strukturer i en enda massa - resultatet av en stor meteoritpåverkan som kastade miljoner ton berg i luften. När fragmenten föll tillbaka till jorden blandades stenar från olika lager. Miljontals år med värme och tryck komprimerade de blandade bitarna till en fast massa känd som en impact breccia. Fotografi av Geoffrey Notkin, copyright Aerolite Meteorites.
Vad hände vid påverkan?
Påverkan inträffade när Archean grafit-granat gneis källarberg överliggjades med cirka 1,5 kilometer sedimentär täckning. Sten vid påverkanspunkten förångades omedelbart, och en 8- till 10 kilometer djup krater sprängdes genom det sedimentära skyddet och in i den underliggande gneisen.
Intensiteten hos värme och tryck minskade med avståndet från anslagspunkten. På ett avstånd på cirka 12 kilometer från anslagspunkten var förhållandena troligen fortfarande för svåra för bildandet och överlevnaden av diamanter.
De diamanter som hittades idag bildades antagligen i en tunn bergzon som ligger cirka 12 till 13 kilometer från anslagspunkten. Detta skapade ett skal av diamantbärande sten cirka 1 till 2 kilometer tjockt i form av en halvkula runt anslagspunkten. I denna zon omvandlades omedelbart flingor av grafit i den archean grafit-granat gneisen till diamant. Forskare uppskattar att detta skal av diamantbärande berg hade en volym på cirka 1600 kubik kilometer och innehöll fler diamanter än alla jordens andra kända insättningar tillsammans.
Popigai Crater satellitbild: Satellitbild av Popigai-slagkratern norr om polcirkeln i Sibirien, Ryssland. Krateren är dåligt synlig eftersom den har täckts av ejecta och 35 miljoner år av erosion. Bild av NASA. Förstora bild.
Vilken typ av diamanter?
I Popigai-påverkan var de förhållanden som behövdes för att bilda diamant närvarande bara för en stund. Denna blixtformation bildade flingor av grafit i den archean grafit-granat gneisen till diamant. Många av de producerade diamanterna var små polykristallina stenar som har ungefär samma storlek och form som grafitflingorna i gneisen. De flesta är små stenar under 2,0 millimeter i storlek som kan vara lämpliga för att producera diamantslipmedel. Eftersom dessa diamanter bildades i en blixt av värme och tryck, fanns det otillräcklig tid för stora, enkristalliga stenar med stor klarhet och renhet att utvecklas. Av den anledningen är det troligt att Popigai kommer att vara platsen för en gruvedrift av ädelstenar.
Kommer dessa diamanter bryts?
Diamanterna under Popigai Crater är förmodligen inte ett prioriterat gruvmål. Idag är de flesta av världens industriella diamanter syntetiska stenar. För kalenderåret 2010 rapporterade U.S. Geological Survey:
"Naturlig diamant står för cirka 1,4% av all industriell diamant som används, medan syntetisk diamant står för resten."Effektiviteten och kostnaden för att producera syntetiska diamanter har ständigt förbättrats under de senaste decennierna. Det är nu billigare att "göra industridiamanter" än att bryta dem. År 2010 var den globala produktionen av syntetisk industridiamant cirka 4,38 miljarder karat värderad mellan 1,65 miljarder dollar och 2,50 miljarder dollar. Detta är ett genomsnittspris på cirka 50 cent per karat eller mindre. Kinesiska företag producerade över 90% av världens syntetiska diamant.
Popigai-krateret ligger på en avlägsen plats ovanför polcirkeln, i en svår miljö, utan infrastruktur och ingen lokal källa för anställda och support. För att depositionen ska brytas måste diamanterna: 1) vara tillräckligt stora för att återvinnas och användas i industrin; 2) har fysiska egenskaper som är användbara för industrin; och 3) vara närvarande i tillräckligt höga koncentrationer för att brytas ekonomiskt. Ryssarna har inte släppt någon information för att bekräfta att insättningen är minable.
lonsdaleit
Små mängder lonsdaleite rapporteras vara närvarande i de diamantbärande stenarna i Popigai-krateret. Lonsdaleite är ett sällsynt kolmineral med en hexagonal kristallstruktur som har förknippats med diamanter i meteoriter och vid slagstrukturer. Liksom diamant är det ett mineral som bildas under förhållanden med mycket hög temperatur och tryck. Det kallas ofta "hexagonal diamant."
Vissa prover av syntetisk lonsdaleite har rapporterats ha hållbarhetsegenskaper som överskrider diamantens. Dessa egenskaper har inte rapporterats i naturliga prover eller i prover som samlats in från Popigai Crater.
Ryssland som diamantproducent
Ryssarna har betydande kompetens inom diamantbrytning, syntetisk diamantproduktion och användning av diamant som industriellt material. Alrosa, det statligt ägda diamantgruvföretaget i Ryssland, producerar mer naturliga diamanter än något annat företag i världen och är en betydande tillverkare av labodlade diamanter. Ryssland producerar mer ädelstendiamanter än något annat land än Botswana. De har gruvt diamanter och producerat dem i labb under lång tid. Om Popigai var en finansiell bonanza av någon anledning, skulle de antagligen ha brytit den för länge sedan.