你可能知道,在地下工作的矿工们经常会发现钻石。但是你能想像到吗,你妈妈闪闪发光的结婚钻戒很可能曾经是个恐龙。
最近,科学家们对钻石的成因争论不休。传统的说法是:钻石形成于地下80英里~300英里的地方。在那里,温度很高(大约华氏1650度),而且压强巨大(大约为地球大气重量的4万倍)。
热量与压强相结合,使得碳原子结晶成固态钻石。钻石经常形成于叫做“金伯利岩”的岩石中。金伯利岩由铁和镁等矿物质构成,外形像长长的绿色管子,在几百万年前的火山喷发中形成并被挤向地表。金伯利岩并不像君王的权杖那样镶满了宝石。在金伯利岩中,可能每4千万个部分中,才包含一个钻石晶体。
如果你被一块冲到沙滩上的天然钻石绊倒,你可能不会认出它是一块价值连城的宝石。钻石在被切割和打磨之前,通常是一块很脏的晶体,颜色可能是白色、淡黄色、褐色或黑色。但是,矿工们知道怎样寻找钻石,他们挖掘金伯利岩,使其成为碎片,然后挑选出钻石。(之后,质量好的被送去切割和打磨成宝石。)
看看铅笔里的铅,它能提示你钻石是由什么构成的。铅是石墨,是由碳构成的一种材料。钻石也是由碳构成的,但不同的是,石墨在你每次用力书写的时候都会折断,而钻石则是世界上最硬的天然物质。
钻石如此坚硬是因为它的结构。想想埃及金字塔吧,它们是沙漠中坚固的三角结构。与长方形建筑不同的是,金字塔不会摇晃倒塌。类似的,钻石是由原子金字塔构成的。每个碳原子都与其他四个紧密结合,从而形成金字塔的五个顶点。钻石就是由很多个这样的金字塔结构链接在一起组成的,就像装配式玩具。由于金字塔是最坚固的结构,而且钻石中每个小金字塔都是临近金字塔的一部分,所以钻石无比坚硬,几乎是不能破坏的。
看看铅笔里的铅,它能提示你钻石是由什么构成的。铅是石墨,是由碳构成的一种材料。钻石也是由碳构成的。
但是还有一些谜团没有解开。例如,在挪威发现了来自岩石的极小的钻石。这些岩石既不是火山岩,也不是来自地球深处。反而,它们作为沉积物覆盖在地球表面。
那么这些钻石是怎样形成的呢?一种理论是,当古代的大陆架发生碰撞时,沉积岩被推入地球深处,在那里,它们形成钻石。之后,这些沉积岩又上升回到地表。另一种理论是,在大陆架发生碰撞时,这些小钻石形成于地壳中,因为在实验室的类似低压下也会形成一层薄薄的钻石。
还有一种新的观点:在一些钻石中发现的碳结构,与活组织中的碳结构相同。因此,某些钻石可能来自早已消亡的植物或动物,包括恐龙。
但是钻石不仅仅存在于地球上。当陨石从宇宙空间落入地球时,钻石就经常镶嵌其中。科学家们认为,陨石撞击行星时产生的热量和压力,是钻石的形成条件。所以旧的陨石坑(而不是海底)可能是寻找宝藏的最佳地点。
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尽管我们经常把钻石与昂贵的珠宝联系在一起,但实际上,大部分质量一般的钻石在工厂中用于切割和钻孔。