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1 # 生死在唸佛
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2 # 純野生科學家
科學愛好者報到!
鑽石,是已知自然界中最堅硬的物質,它是單質碳元素構成的。
碳元素在宇宙中非常普遍,與存在植物沒有關係。地球上的植物只是收集了大氣中的碳,並將它用於構建自己的身體而已。碳元素產生於恆星內部,是由氦元素在高溫高壓下聚變而來。(恆星剖面示意如下圖)
鑽石在宇宙中一點兒也不稀有(地球上的稀有也八成是騙局)。據研究,在木星和土星上會下奇怪的“雨”,這雨不是水組成的,而是鑽石。對的,鑽石雨,粒徑超過一釐米的鑽石雨。
高溫高壓和超強閃電的共同作用下,木星、土星中層大氣中的碳元素被擠壓成為鑽石。每年,木星與土星上都會落下數千噸這種鑽石雨,這是已經被證實存在的。但遺憾的是,木星沒有“地表”,底層大氣溫度太高壓力太大,以致於落下的鑽石到達大氣層深處後就被熔化,成了液態碳了。先別忙著驚奇,還有更6的!能想象由一整塊鑽石組成的恆星嗎?直徑四千公里的鑽石恆星,這個真的有!一些質量較輕的白矮星就是由一整顆鑽石組成的。比如距咱們50光年外的人馬座白矮星。這類星體,它內部全是結晶碳,體積小溫度低但密度很高,這應該算是宇宙中最大的鑽石了吧。
我是科學愛好者章北海,拋棄繁複的計算公式,拒絕無聊的堆砌資料,科學,其實也挺好玩的。
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3 # 寶石學讀書會Gemology
首先回答第一個問題。
鑽石主要組成元素確實是碳,並且碳的成分佔到總成分的98%以上,其餘的元素主要為N跟B,N元素會導致鑽石呈現黃色、褐色等顏色,B主要使得鑽石的顏色成為藍色;其餘顏色的鑽石,主要與鑽石內部的晶格缺陷有密切的關係;
第二,有鑽石的地方曾經代表有過植物嗎?
其實這是一種對碳元素的一種誤解,碳元素能夠形成很多中形式,由於我們日常生活中所接觸到的碳主要與植物、動物有關係,比如說煤炭、石油這些含碳的有機物的存在,確實代表著曾經有生命(注意是生命,不僅僅包括植物,也包括動物)的存在,並且我們所接觸到的衣食住行都與碳密切相關,並且與動植物密切相關,吃的蔬菜、瓜果、魚肉是動植物;衣服用到的純棉材質是植物等等,但是這些也僅僅是碳的一種存在形式而已。
我看到有人回覆說,碳在地球上不算什麼稀有的元素,實際上,碳元素也僅僅是在我們生活的生物圈中是最常見的而已,我們看看下圖為《地球元素丰度值》,摘自《地球化學》(韓吟文,2003),從下圖我們可以看到,地球物質中有90%是由Fe、O、Si和Mg四種元素組成的,大於1%的元素包括Ni、Ca、Al和S;Na、K、Cr、Co、P、Mn、Ti的含量在0.01%~1%範圍內,所以,可以認為,地球幾乎是由15種元素組成的,其他元素的總百分比是微不足道的,所以C在地球的組成中,所佔的比重簡直太小了。
那麼鑽石中的碳元素是從何而來呢?
其實對於這個問題,到目前也沒有一個特別好的答案,由於鑽石形成的深度較深,約150-200公里處,由於觀察尺度有限,地球科學家們不肯能直接觀察到鑽石的形成過程,所以只能透過一些間接的手段來進行推測。
1、地幔中的碳直接供給——主流觀點地幔中本身就是存在碳的,其證據主要是根據一些從地幔上來的噴發的火山中含有二氧化碳氣體,另外,鑽石的C同位素組成也證明鑽石中碳主要來源於地幔,但是地幔中的碳含量應該是極少的,無論怎樣,都會給鑽石的形成提供一定的碳源,在合適的條件下,形成鑽石;PS:地球中的碳主要以石灰岩和白雲岩的形式存在。
2、有部分地殼碳迴圈的參與這部分的觀點一般不否認鑽石中的碳主要來源於地幔,但是部分學者認為鑽石中的碳有可能有地殼中碳的混染,我曾經閱讀過相關的文獻,最近找不到了,等找到之後,我會在留言區進行補充相關的證據。
下面分享一下鑽石的陰極發光圖片,透過陰極發光,可以很好的觀察到鑽石的結構特徵,從而判斷鑽石的生長曆史,在鑽石的環帶中,進行不同的分析,就能夠定量或者定性的指示鑽石的生長,甚至指示地球深部的某些資訊。
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4 # 仙女超越
首先你要知道什麼是鑽石,鑽石是經由金剛石原石加工出來的成品。主要是碳原子組成,但是它的排列形式是不一樣的,一般的煤炭中碳原子排列形式和鑽石有很大的區別的,就好比相同的木頭做成不同形狀的模型,它們的承重能力也不一樣。由於鑽石的碳原子結構形式更加穩定,所以它的硬度會更大。而且碳原子也並不一定就產生在植物中呀,其實早就發現外太空也存在含碳隕石,但不代表這個隕石上就長過植物呀。
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5 # 現在做人真難
鑽石的主要元素是碳(C),質量分數可以達到99.95%,還含有其他微量元素B.N.Si.S.Cr.H.Mg.Mn.Ti.惰性氣體及稀土元素,多達50多種的元素決定了鑽石的型別,顏色,物理性質。
鑽石形成於地下超高溫超高壓,還原環境下。地下的環境當中含有C元素或者含有我們常見的碳,經過數十億年的沉澱和積累,附著在金伯利岩和鉀鎂煌斑岩上,透過火山噴發或者其他的地殼運動形式,被帶到地表或者近地表。
植物出現於二十五億年前,那個時間出現的屬於菌類和藻類,之後藻類進化成蕨類,這個時候地表出現綠色植被。鑽石可形成於地球歷史的各個時期,目前開採的鑽石形成時間有些要早於植物出現的25億年,南非的一些鑽石年齡在45億年左右,也就是說地球形成不久,就有鑽石在地球內部開始結晶。恐龍時代的終結,有說法是隕石撞擊地球導致大爆炸,幾乎所有的物種都受到波及,隕石撞擊的瞬間產生的高溫高壓也可以形成鑽石。之後這些動植物的殘骸會被地球運動吞沒,消化形成各種各樣的資源。
植物體內含有的碳元素所佔比例並不大,主要是植物量累積形成的地底碳資源,這些量也花費了地球好幾億年才轉變成碳或者鑽石。存在過植物的地方會有鑽石,有鑽石的地方不一定存在過植物。
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高溫高壓,如果能夠達到臨界點會,但一般是石油,煤氣這些,因為動植物掩埋是緩慢,非高溫高壓的過程。透過生物或非生物催化劑,溫度等,可以讓動植物變成人工石油和煤氣等,但我認為需要自然友好的環保新能源,新材料及相應匹配的新政策,新教育,新制度,這是社會系統化快速管理工程。