Dünya dışı elmaslar - Extraterrestrial diamonds
Her ne kadar elmaslar üzerinde Dünya'da nadir, dünya dışı elmas (dışarıda Dünya'nın oluşan pırlanta) çok yaygındır. Sadece 2000 karbon atomu içerebilecek kadar küçük olan elmaslar, göktaşlarında bol miktarda bulunur ve bazıları Güneş Sistemi var olmadan önce yıldızlarda oluşmuştur . Yüksek basınç deneyleri , buz devi Uranüs ve Neptün gezegenlerinde metandan büyük miktarlarda elmas oluştuğunu gösterirken, diğer gezegen sistemlerindeki bazı gezegenler neredeyse saf elmas olabilir. Elmaslar ayrıca yıldızlarda bulunur ve şimdiye kadar oluşan ilk mineral olabilir .
göktaşları
1987 yılında, bir bilim adamları ekibi bazı ilkel meteorları incelediler ve çapı yaklaşık 2.5 nanometre olan elmas taneleri buldular ( nanodiamonds ). İçlerinde , izotopik imzaları Güneş Sistemi'nin dışından geldiklerini gösteren soy gazlar kapana kısıldı . Ek ilkel meteorların analizleri de nano elmasları buldu. Onların kökenleri rekor onlar içine bir yıldızdan atılır ne zaman başladı uzun ve şiddetli geçmişine rağmen korundu yıldızlararası ortamın geçti, Güneş Sistemi'nin oluşumu , daha sonra meteorların halinde kırıldı bir gezegen vücudun içine dahil edildi ve sonunda Dünya'nın yüzeyine çarptı.
Göktaşlarında, nano elmaslar karbonun yaklaşık yüzde 3'ünü ve kütlenin milyonda 400 parçasını oluşturur. Silisyum karbür ve grafit taneleri de anormal izotopik desenlere sahiptir. Toplu olarak güneş öncesi taneler veya yıldız tozu olarak bilinirler ve özellikleri dev yıldızlar ve süpernovalardaki nükleosentez modellerini sınırlar .
Göktaşlarındaki kaç tane nano elmasın gerçekten Güneş Sistemi dışından olduğu belli değil. Sadece çok küçük bir kısmı güneş öncesi kökenli soy gazlar içerir ve yakın zamana kadar bunları tek tek incelemek mümkün değildi. Ortalama olarak, oranı , karbon-12 için C-13 olduğu maçları dünya atmosferinin ise bunun azot-14 için azot-15 ile eşleşir , Sun . Atom prob tomografisi gibi teknikler , tek tek taneleri incelemeyi mümkün kılacaktır, ancak sınırlı sayıda atom nedeniyle izotopik çözünürlük sınırlıdır.
Çoğu nanoelmas Güneş Sisteminde oluştuysa, bu, bunun nasıl mümkün olduğu sorusunu gündeme getiriyor. Yüzeyinde Dünya , grafit büyük elmas sadece derin bulunan sıcaklık ve basınç tür oluşturulabilir süre kararlı karbon mineraldir manto . Bununla birlikte, nano elmaslar moleküler boyuta yakındır: biri 2.8 nm çapında, medyan boyutu yaklaşık 1800 karbon atomu içerir. Çok küçük minerallerde yüzey enerjisi önemlidir ve elmas yapısı daha kompakt olduğu için elmaslar grafitten daha kararlıdır. Stabilitedeki geçiş 1 ile 5 nm arasındadır. Daha da küçük boyutlarda, fullerenler gibi çeşitli başka karbon formlarının yanı sıra fullerenlere sarılmış elmas çekirdekler bulunabilir.
Ağırlıkça binde 7 parçaya kadar bolluğu olan karbon bakımından en zengin göktaşları, ürelitlerdir . Bunların bilinen bir ana gövdesi yoktur ve kökenleri tartışmalıdır. Elmaslar, yüksek oranda şoklanmış ürelitlerde yaygındır ve çoğunun, ya Dünya'ya ya da uzaydaki diğer cisimlere çarpmanın şokuyla oluştuğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, daha büyük elmas olarak adlandırılan bir göktaşı parçaları bulundu Almahata Sitta bulunan, Nübye çöl arasında Sudan . Bunlar , dünya dışı elmaslarda bulunan ilk kalıntılar olan demir ve kükürt içeren mineraller içeriyordu . 4,5 milyar yıllık kristallerde tarihlendirildiler ve 20 gigapaskaldan daha büyük basınçlarda oluştular. 2018'de yapılan bir araştırmanın yazarları, bunların artık bozulmamış, ay ile Mars arasında bir boyuta sahip bir protoplanetten gelmiş olmaları gerektiği sonucuna vardılar.
Kızılötesi Uzay Gözlemevi ve Spitzer Uzay Teleskobu tarafından gözlemlenen uzaydan kızılötesi emisyonlar, karbon içeren moleküllerin uzayda her yerde bulunduğunu açıkça ortaya koydu. Bunlara polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'ler), fullerenler ve elmasoidler (elmasla aynı kristal yapıya sahip hidrokarbonlar) dahildir. Uzaydaki toz benzer bir konsantrasyona sahip olsaydı, bir gramı 10 katrilyon kadarını taşıyabilirdi, ancak şu ana kadar yıldızlararası ortamda varlıkları için çok az kanıt var; elmasoidlerden ayırt etmek zordur.
California Santa Barbara Üniversitesi'nde James Kennett tarafından yürütülen bir 2014 araştırması , üç kıtaya yayılmış ince bir elmas tabakası tespit etti. Dünya ile büyük bir kuyruklu bir çarpışma 13.000 hakkında yıllar önce yok olmasını neden olduğunu tartışmalı bir hipoteze Bu ödünç destek megafauna içinde Kuzey Amerika ve bir son vermek Clovis kültürünün Genç Dryas döneminde. Bildirilen nanoelmas verileri, bazıları tarafından Genç Dryas çarpması/bolid olayı için en güçlü fiziksel kanıt olarak kabul edilir. Ancak bu çalışma ciddi şekilde kusurluydu ve tortulardaki nanoelmas bolluğunu ölçmek için şüpheli ve güvenilmez yöntemlere dayanıyordu. Ayrıca, Younger Dryas sınırında rapor edilen 'nanodiamond'ların çoğu elmas değil, tartışmalı 'n-elmas' olarak rapor ediliyor. Bir etki belirteci olarak 'n-elmas' kullanımı, tortulardaki doğal Cu nanokristallerin mevcudiyeti nedeniyle sorunludur ve tartışmalı karbon fazı mevcut olsa bile 'n-elmas' ile kolayca karıştırılabilir.
gezegenler
Güneş Sistemi
.jpg)
1981'de Marvin Ross, "Uranüs ve Neptün'deki buz tabakası - gökyüzündeki elmaslar mı?" başlıklı bir makale yazdı. bu gezegenlerin içlerinde büyük miktarlarda elmas bulunabileceğini öne sürdü. En Lawrence Livermore , o veriyi analiz olan şok dalgası sıkıştırma bölgesinin metan (CH 4 ) ve aşırı basınç elmas oluşturmak için serbest, hidrojen, karbon atomuna ayrılmış olduğu bulunmuştur.
Sandro Scandolo ve diğerleri tarafından yapılan teorik modelleme, elmasların 300 giga paskalın (GPa) üzerindeki basınçlarda oluşacağını , ancak daha düşük basınçlarda bile metanın bozulacağını ve hidrokarbon zincirleri oluşturacağını öngördü . California Berkeley Üniversitesi'nde bir elmas örs hücresi kullanılarak yapılan yüksek basınç deneyleri, her iki fenomeni de yalnızca 50 GPa'da ve 2500 kelvin sıcaklıkta, Neptün'ün bulut tepelerinin 7000 kilometre altındaki derinliğe eşdeğer buldu. Jeofizik Laboratuvarı'ndaki bir başka deney, metanın yalnızca 7 GPa ve 2000 kelvin'de kararsız hale geldiğini gördü. Oluştuktan sonra daha yoğun elmaslar batar. Bu "elmas yağmuru" dönüştürmek istiyorum potansiyel enerji içine ısı ve yardım götürmek konveksiyon Neptün'ün manyetik alan yaratır.
Deneysel sonuçların Uranüs ve Neptün için ne kadar iyi uygulanacağı konusunda bazı belirsizlikler var. Metanla karıştırılan su ve hidrojen, kimyasal reaksiyonları değiştirebilir. A fizikçi Fritz Haber Institute de Berlin , bu gezegen karbon sıfırdan elmas oluşturacak kadar konsantre edildi olmadığını göstermiştir. Elmasların, karbon konsantrasyonunun çok daha düşük olduğu Jüpiter ve Satürn'de de oluşabileceği önerisi, elmasların hızla çözüneceği için olası görülmedi.
Metanın elmasa dönüştürülmesini araştıran deneyler zayıf sinyaller buldu ve Uranüs ve Neptün'de beklenen sıcaklık ve basınçlara ulaşmadı. Bununla birlikte, yakın tarihli bir deney, Uranüs yüzeyinin 10.000 kilometre altında beklenen sıcaklık ve basınçlara ulaşmak için lazerlerle şok ısıtma kullandı. Bunu polistirene yaptıklarında , malzemedeki neredeyse her karbon atomu bir nanosaniye içinde elmas kristallerine dahil oldu.
güneş dışı
Güneş Sistemindeki kayalık gezegenler Merkür, Venüs, Dünya ve Mars kütlece %70 ila %90 silikattır. Buna karşılık, karbon-oksijen oranı yüksek olan yıldızlar, en yaygın malzeme silisyum karbür olmak üzere, çoğunlukla karbür olan gezegenler tarafından yörüngede dönebilir . Bu, silikatlardan daha yüksek bir termal iletkenliğe ve daha düşük bir termal genleşmeye sahiptir. Bu, yüzeye yakın yerlerde daha hızlı iletken soğutma ile sonuçlanacaktır, ancak daha düşük konveksiyon, en azından silikat gezegenlerdeki kadar kuvvetli olabilir.
Böyle bir gezegen, milisaniyelik bir pulsarın yoldaşı olan PSR J1719-1438 b'dir . Kurşunun en az iki katı bir yoğunluğa sahiptir ve esas olarak ultra yoğun elmastan oluşabilir. Pulsar, kütlesinin yüzde 99'undan fazlasını soyduktan sonra beyaz bir cücenin kalıntısı olduğuna inanılıyor .
55 Cancri e adlı başka bir gezegene "süper-Dünya" adı verildi, çünkü Dünya gibi, güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen kayalık bir gezegendir, ancak yarıçapı iki katı ve kütlesi sekiz katıdır. 2012'de keşfeden araştırmacılar, karbon açısından zengin olduğu sonucuna vardılar ve bu da elmas bolluğunu olası kıldı. Bununla birlikte, yıldızın kimyasal bileşimi için birden fazla ölçüm kullanan daha sonraki analizler, yıldızın karbondan yüzde 25 daha fazla oksijene sahip olduğunu gösterdi. Bu, gezegenin kendisinin bir karbon gezegeni olma olasılığını azaltır.
Yıldızlar
Elmasların karbonca zengin yıldızlarda, özellikle beyaz cücelerde bulunduğu öne sürülmüştür; ve Carbonado , bir polikristal elmas, grafit ve karışımı amorf karbon ve karbon zorlu doğal formunda, gelebilir süpernova ve beyaz cüceler . Beyaz cüce, BPM 37093 50 ışık-yıl (4.7 bulunan, x 10 14 takımyıldızı km) uzaklıkta Erboğa 2500 mil (4,000 km) bir çapa sahip olan, adı verildi elmas çekirdeğe sahip olabilir , Lucy . Eğer öyleyse, bu devasa elmas, evrendeki en büyüklerden biri olacaktır.
2008 yılında Robert Hazen ve en meslektaşları Carnegie Institution in Washington, DC onlar mineral oluşum tarihini araştırdı ve koşullar değişmiş olarak minerallerin çeşitliliği zamanla değiştiğini tespit edildiği bir kağıt, "Maden evrimi" yayınladı. Güneş Sistemi oluşmadan önce, elmaslar ve olivin de dahil olmak üzere yalnızca az sayıda mineral mevcuttu . İlk mineraller yıldızlarda oluşan küçük elmaslar olabilir, çünkü yıldızlar karbon bakımından zengindir ve elmaslar bilinen herhangi bir mineralden daha yüksek bir sıcaklıkta oluşur.
Ayrıca bakınız
Referanslar