Попигайського алмази не можна гранувати, але можна використовувати для виробництва
Спалахнув знову інтерес до забутого було Попигайського родовищу імпактних алмазів, яке геологи виявили ще в 70-х роках минулого століття, породив хвилю чуток і фантастичних прогнозів. Чи справді такі алмази є лише в Росії? Чи можуть вони відразу обрушити світову економіку? Давайте спробуємо розібратися в цих питаннях.
Про Імпактний (імпакт - це будь-який зовнішній вплив на нашу планету) алмази, звичайно ж, знали і раніше, однак їх пошук завжди вважався не особливо вигідним як з технічної, так і з економічної точки зору. Тому практично ніде в світі розробкою таких родовищ серйозно не займалися. Але чому? На це існує цілий ряд причин, який обумовлений властивостями самих вуглецевих утворень, які утворюються в результаті удару блукаючого небесного тіла об поверхню нашої планети.
Нагадаємо, енергія зіткнення космічного тіла з поверхнею Землі, яка і породжує все Імпактний породи (не тільки, до речі, алмази), залежить від його маси і швидкості. Швидкість зближення двох тіл (для Землі і астероїда) лежить в межах від 11,2 до 72,8 кілометра в секунду. Мінімальна величина визначається другою космічною швидкістю, а максимальна - векторної сумою другої космічної швидкості, швидкості обертання Землі навколо Сонця, а також швидкості руху метеорного тіла далеко від Землі. Слід також зауважити, що потужна і щільна атмосфера гальмує незваного гостя тим сильніше, чим більше його діаметр, так як воно переміщує перед собою газ, стискаючи його і поступово гальмуючи.
З цього можна зробити висновок: далеко не всяке зіткнення метеорита із Землею здатне породити Імпактний породи. Це відбувається лише тоді, коли швидкість зіткнення перевищує значення 5 кілометрів в секунду (при значеннях нижче цього метеорит може або просто приземлитися на Землю, або "видовбати" кратер, викинувши породи, але при цьому не влаштувати вибухи потрібної потужності). Однак чому в ряді випадків цей вибух все ж відбувається? Різке гальмування космічного тіла при зіткненні з поверхнею планети призводить до того, що чимала кінетична енергія переходить в потенційну (відповідно до закону збереження енергії), в результаті чого виникає ударна хвиля стиснення, яка рухається від точки зіткнення вперед (в породах мішені - земної кори) і назад (в речовині ударника - космічного тіла).
Саме ця сила стиснення може становити 100-300 ГПа, а час досягнення максимальної величини стиснення вимірюється першими мільярдними частками секунди. Такого тиску цілком достатньо для того, щоб вуглець, рівномірно розподілений в земних породах, почав концентруватися в алмаз. Крім того, стиснення викликає розігрів речовини до декількох десятків тисяч градусів за настільки ж короткі проміжки часу - що теж сприяє утворенню дорогоцінної для нас форми вуглецю. Словом, зіткнення створює на поверхні ті ж умови для утворення алмазів, що і в мантії, тільки сам процес займає рекордно короткий час.
Читайте також: Алмази народжуються в центрі Землі
Цим, до речі, користуються при створенні синтетичних алмазів - так, в 1967 році Р. Е. Хейннеман і його співробітники (США) при ударних тисках від 700 до 1400 кбар і температурі близько 1000 ° С миттєво отримали штучні кристали. Що цікаво, класичний алмаз в цьому експерименті був змішаний з лонсдейлітом - модифікацією, яка має особливу гексагональную структуру. Її не спостерігають в алмазах з кімберлітових трубок, однак у імпактних кристалів лонсдейлітовие домішки зустрічаються часто.
У той же час імпактних алмазів ніколи не буває багато - як метеоритних (утворилися з вуглецю в складі порід небесного гостя), так і земних. Перше - тому що в метеоритах вуглецю мало, а друге - тому що велика частина порід при вибуху просто викидається. Взагалі, алмази, витягнуті з импактитов, являють собою переважно уламки, частиною отримані при дробленні зразків, або безформні зерна. А такі "крихти" помітити досить складно. Втім, іноді серед них зустрічаються пластинчасті кристали до одного міліметра в діаметрі з наміченими гранями і ребрами, які можна ідентифікувати відразу.
Крім того, властивості подібних алмазів різко відрізняються від таких їхніх побратимів, які з'явилися на світ "природним" шляхом. Так, в них куди більше домішок кремнію, магнію, кальцію, тобто елементів алмазної "золи". Крім того, їх кристали анізотропні, вони не світяться в рентгенівських променях, але мають характерний оранжево-червоним світлом в ультрафіолетових. У той же час, як показали дослідження, спектр люмінесценції цих алмазів безперервний, що обумовлено швидкої кристалізацією при жахливо високому тиску.
Нарешті, вчені з'ясували, що алмази, що з'явилися в результаті імпакт, є ні що інше, як полікрісталли, що складаються з найдрібніших монокрісталліков, розташованих, проте, впорядковано. Це властивість, а також значна частка лонсдейлітових домішок призводять до надзвичайної міцності даних форм алмазів. Через це вони по ідеї повинні бути більш затребувані в техніці - прикрас все одно з них не вийде, оскільки вони тьмяні і практично не піддаються огранювання.
Однак через те, що ці мікроскопічні кристали рідкісні і розкидані по світу, від ідеї розробки імпактних родовищ вже давно відмовилися. Крім того, метод Хейннемана зробив її зовсім не потрібною - штучні алмази з такими властивостями виявилося виробляти досить легко і вигідно. Так що коли в 1970-х роках радянські геологи виявили на кордоні Красноярського краю і Якутії в районі Попигайського астроблема (великого зруйнованого і еррозіровшего ударного кратера) поклади імпактних алмазів, запас яких оцінили в кілька трильйонів карат (для порівняння - весь запас "нормальних" алмазів Якутії оцінюється трохи більше ніж в мільярд карат), ніхто не надав цьому особливого значення. Уряд СРСР вирішило зробити ставку на виробництво синтетичних алмазів, керуючись тим, що цей край малонаселений, без розвиненої інфраструктури, і розробляти Попигайського родовище буде в кілька разів дорожче, ніж поставити сотню заводів по виробництву штучних вуглецевих кристалів. В результаті дані про родовище були засекречені, а саме воно - законсервовано.
Так би і лежали Попигайського алмази незатребуваними, однак, як завжди в Росії, допомогло нещастя. Через руйнування промисловості в кінці минулого століття виробництво синтетичних алмазів у нас прийшло в занепад, тоді як у всьому світі воно розвивалося. І ось тут-то настав час розіграти "Попигайського карту", тобто пред'явити всім масові і дешеві надміцні алмази. Адже, за розрахунками вчених, їх запасів "вистачить всьому світу як мінімум на 3 тисячі років", а масове використання цих мінералів в обробній промисловості і електроніці здатне виробити справжню технічну революцію. Причому наша країна фактично стає монополістом на ринку цього унікального і цінної сировини (Імпактний родовища в Австралії і Південної Америки, теж поки не розробляються, в порівнянні з Попигайського "скарбом" виглядають більш ніж скромно).
Втім, тут потрібно діяти дуже і дуже обережно. Як це не дивно, саме величезна кількість унікальних алмазів і може зіграти злий жарт з усією світовою економікою, яка ще від недавньої кризи не оговталася. Тому заступник директора інституту "Якутніпромалмаз" Геннадій Нікітін попереджає: "Попигайського алмази можуть перевернути все, і що тоді буде з цінами на цьому ринку - незрозуміло". Інші економісти вважають, що "алмазна голка" може стати для нашої держави ще більш згубною, ніж існуюча нафтова - адже якщо продавати лише сировину, яким би цінним воно не було, стимул до розвитку власного виробництва швидко втрачається.
Читайте також: Нові технології в Царстві мерзлоти
Однак останнього можна уникнути в тому випадку, якщо налагодити продаж не самих кристалів, а виготовлених на їх основі приладів і запасних частин. Це стимулює зростання промисловості, дасть вигідні замовлення вченим на розробку нових технологій і втягне в цей процес широкі верстви населення, чий статок, відповідно, підвищиться. А алмазний ринок зовсім не обвалиться - адже готову продукцію завжди дорожче, ніж сировина. В цьому випадку Попигайського алмази виступлять в ролі не руйнівників, а надтвердих рятівників нашої Батьківщини.
Читайте найцікавіше в рубриці " Наука і техніка "
Чи справді такі алмази є лише в Росії?Чи можуть вони відразу обрушити світову економіку?
Але чому?
Однак чому в ряді випадків цей вибух все ж відбувається?