— Objavljeno 03/06/2018 / Bug.hr.
Meteoriti nisu tek kamenje koje pada s neba. Njihova građa otkriva nam povijest Sunčevog sustava. Dijamanti nađeni u jednom od meteorita pokazuju da je Zemlja imala sestricu koja je umrla vrlo mlada.
Stariji Bugovi čitatelji vjerojatno se sjećaju videoigrice Boulder Dash koja se bila pojavila davne 1984. i koju smo tih godina igrali na svojim prvim kućnim kompjutorima tipa Atari 800 XL, ZX Spectrum ili Commodore 64. Glavni junak, Rockford, morao je kopati duboko pod zemljom u potrazi za dijamantima.
Ideja traženja dijamanata pod zemljom preuzeta je, naravno, iz stvarnosti. Rudnici dijamanata postoje širom svijeta, posebno u afričkim zemljama i Rusiji. Ponekad su dijamanti smješteni relativno plitko pa su iskopi površinski, a ponekad duboko pod zemljom pa rudnici idu i do 4 km u dubinu. No, dijamanti nisu nastali na tim mjestima gdje ih danas nalazimo. Nastali su na dubinama većim od 150 km, dakle u Zemljinom plaštu, duboko ispod Zemljine kore, gdje temperature nadmašuju 950 oC, a tlakovi 4,5 GPa.
Prijenos dijamanata do površine Zemlje događa se zahvaljujući specifičnim vulkanskim erupcijama. U tim erupcijama stupac lave, koji se naglo diže prema razini tla, prolazi kroz sloj u kojem su dijamanti te lomi dijelove plašta s dijamantima i nosi ih prema gore. Kasnije, zbog drugih geoloških procesa, dijamanti završe stotinama ili tisućama metara ispod površine.
.
Dijamanti iz svemira
Činjenica da su dijamanti najskupocjenije drago kamenje poznata je svima. Na temelju te činjenice lako se može zaključiti da dijamanata na Zemlji baš i nema puno. Kad bi ih bilo posvuda kupovali bismo ih na štandovima kao jagode, mjericu za 12 kuna. “Mjerica” dijamanta je karat što iznosi svega 0,2 grama. A tu mjericu treba platiti najmanje 5000 dolara.
Dobra je vijest da osim zemaljskih dijamanata ima i izvanzemaljskih, onih koji su nastali izvan Zemlje. Još se ne zna ima li uopće izvanzemaljaca, a kamoli ima li ih puno. No za izvanzemaljske dijamante se zna: njih ima ih puno. Usput, ako smo sami u svemiru, onda su i svi ti dijamanti naši.
Možda se pitate što nam to vrijedi kad ne možemo do njih. Pa neće valjda sami pasti s neba. Zapravo, hoće. I padaju cijelo vrijeme. Zapakirani su unutar meteorita, ostataka meteorida koji nakon prolaska kroz atmosferu dospiju na Zemljinu površinu. A meteoridi su, da ponovimo gradivo, mala tijela Sunčeva sustava čije se veličine kreću od zrnca pijeska do gromade veličine 1 m. Veća tijela su asteroidi. Još veća planetoidi. A najveća, ako ne računamo Sunce, planeti. Njih je gravitacija zaoblila.
U svim tim tijelima može biti dijamanata. Ali, kao i na Zemlji, obično nisu nastali tamo gdje ih nalazimo. Dijamanti iz meteorita mogli su, u načelu, nastati i izvan Sunčevog sustava i prije formacije Sunčevog sustava. Otud fraza “dijamanti su vječni”. No većina dijamanata koji se nalaze u meteoritima vjerojatno je ipak nastala unutar Sunčeva sustava. Mogli su biti stvoreni u ranoj fazi nastanka Sunčeva sustava kondenzacijom plinovitog ugljika, kad su uvjeti za takav proces bili pogodni. Mogli su nastati i kasnije, u sudarima malih tijela kad su kratkotrajno postignuta stanja visokih temperatura i tlakova. I konačno, mogli su nastati unutar planeta ili protoplaneta gdje stalno postoje uvjeti za njihovu formaciju. Naravno, u trećem slučaju je “tvornicu dijamanata” nešto moralo razoriti tako da njezini sastojci budu razasuti u okolni prostor.
.
Što su uopće dijamanti?
Vjerojatno znate da je grafit, glavni sastojak običnih olovaka, po sastavu isti kao i dijamant. Radi se o ugljiku, kemijskom elementu čiji je simbol C i atomski broj 6. Jedina je razlika između grafita – koji je toliko mekan da ostavlja trag na papiru – i dijamanta – koji je toliko tvrd da se koristi za bušenje najtvrđih materijala – razlika u građi. Atomi u grafitu složeni su tako da je svaki atom ugljika vezan sa svoja tri susjeda u veliku ravnu strukturu ili sloj. A zatim su slojevi složeni jedan na drugi. Veze među slojevima su puno slabije od veza unutar sloja. Zato grafitna olovka piše – ostavlja svoje slojeve na papiru.
U dijamantu je svaki atom ugljika vezan sa svoja četiri susjeda u tetraedar a tetraedri su vezani tako da je svaki od atoma ugljika središte novog tetraedra. Tako je dobivena iznimno čvrsta prostorna struktura. Fascinantno je kako isti atomi povezani na drukčiji način daju materijale bitno drukčijih svojstava. Nije ekstremna razlika samo u tvrdoći. Dijamant je proziran, a grafit nije. Dijamant je izolator, a grafit vodič.
Danas fizičari i kemičari mogu napraviti mnogo toga o čemu su nekad alkemičari maštali. Mogu proizvoditi zlato. Mogu proizvoditi i dijamante. Zlato ne proizvode masovno zato što se to ne isplati. Jeftinije ga je kupiti. No, s dijamantima je situacija drukčija. Njih se isplati proizvoditi. I proizvode se, ne samo za (jako skupi) nakit nego i za brojne primjene: od dijamantnih alata za rezanje do lasera.
.
Dijamantni zapisi o nastanku Sunčevog sustava
No, da se vratimo priči koja je bila povod za ovaj tekst. Analizom dijamanata pronađenih u jednom meteoritu otkriveni su zanimljivi detalji iz rane faze razvoja Sunčevog sustava. Rezultati tog istraživanja objavljeni su prošli mjesec u časopisu Nature. Meteorit o kojem je riječ jedan je od ostataka asteroida 2008 TC3 koji je 7. listopada 2008. godine pao u Nubijsku pustinju u Sudanu. Promjer asteroida procijenjen je na 4 m, a njegova eksplozija dogodila se visoko u atmeosferi, 37 km iznad površine Zemlje. Pronađeno je više od 600 ostataka ukupne mase veće od 10 kg. Mnogi od tih ostataka pripadaju rijetkoj vrsti meteorita koju nazivamo ureilit.
Ureiliti sadrže mnoštvo sićušnih dijamanata, takozvane nanodijamante čija je veličina manja od jednog nanometra. Analiza nanodijamanata iz jednog od ostataka asteroida 2008 TC3 pokazala je da oni vjerojatno nisu stvoreni kondenzacijom plinovitog ugljika u ranoj fazi nastanka Sunčeva sustava. Te da isto tako vjerojatno nisu stvoreni ni u ekstremnim sudarima malih tijela Sunčeva sustava. Ono što je preostalo kao najvjerojatnije objašnjenje je formacija tih nanodijamanta unutar nekog planeta ili protoplaneta koji je postojao kad je Sunčev sustav bio jako mlad, ali je nedugo potom razoren u jednom od sudara relativno velikih tijela, sudara koji su ranoj mladosti Sunčevog sustava bili prilično učestali. Tako nam izvanzemaljski dijamanti otkrivaju skrivene tajne nezamislivo daleke prošlosti.