陨石中的钻石来自哪里?
在种类繁多的陨石中,被视为具有最原始性质的是碳质球粒陨石。
早在1987年,科学家就在碳质球粒陨石中发现若干个钻石结晶。当然,那是用电子显微镜观察才得以发现的微小颗粒,大的直径是1-10纳米,平均只有3纳米左右。1纳米是10亿分之一米,换言之,被发现的钻石十分微小,难怪科学家把这极微小的钻石称为“纳米钻石”。这些钻石颗粒太小,当然也就没有什么实用价值,无法与人们作为装饰品而佩戴的钻石相比。不过,科学家却对这些钻石的生成很感兴趣。
这些纳米钻石来自何方?又是怎样形成的呢?现在被人们广为接受的观点是,它们形成于太阳系外的深空间发生的超新星爆发。
超新星爆发大的恒星在结束一生时会引起超新星爆发,并在飞散的气体中传导强烈的冲击波,那时气体中的碳原子受强压力的作用结合成了纳米钻石。这样生成的纳米钻石广泛散布在宇宙空间中,但在46亿年前,太阳系形成后,它们被太阳系俘获,于是,太阳系中就含有了远古时代生成的纳米钻石。所以,在陨石中发现的纳米钻石,是在太阳系形成之前就出现的,是远古时期太空中的物质,可以算是前太阳粒子。
但是,最近美国科学家对上述观点提出了异议。他们仔细调查了大量的碳质球粒陨石,其中包括两颗著名的碳质球粒陨石和由南极的冰中捡到的2颗微陨石,以及同温层采集的4个星际尘粒子,发现大量的纳米钻石,但是在其他的5颗星际尘粒子中不存在纳米钻石。据此,他们认为:从同温层发现的很多星际尘是由彗星散布的物质。彗星是构成太阳系化石那样的原始天体,原来是分布在太阳系的外围,比如奥尔特云或库珀带等位置,那里最容易受到来自太阳系外太空物质的污染,所以包括大量的纳米钻石也就不足为奇了。
可是起源于彗星的星际尘埃中,却也有半数以上不含有纳米钻石。因此,这些钻石难以说是前太阳粒子。对此科学家们认为陨石或星际尘埃中的纳米钻石或许起源于太阳系内,即在太阳系诞生的时候,在靠近包围原始太阳的气体和尘埃的圆盘内侧领域,也有形成纳米钻石的可能性。
含于陨石或星际尘粒子中的纳米钻石究竟是按美国科学家所说的是在太阳系内生成,还是曾经在太阳系外生成的前太阳粒子?真正的情况还不清楚。 事实上,最近的研究表明,纳米钻石由超新星爆发的强烈冲击波生成的事实似乎是正确的。另外,近年发现的若干类似原始太阳系星云的天体,它们往往由初生的气团和周围圆盘状的尘埃云组成,从中看到显示纳米钻石存在的光谱特征。
美国路易斯安那州立大学的天文学家G·格雷顿等人用哈勃太空望远镜发来的光谱图像和来自国际紫外线天文卫星的数据,从包围新诞生的星的尘云中探测到碳的结晶,将这个光谱与陨石中的纳米陨石的紫外线光谱比较,两者几乎一致。这个事实表明在原始太阳系星云那样的地方生成纳米钻石。
格雷顿测算,如果通过超新星的爆发,纳米钻石被散布到已有100亿年以上的宇宙,则我们的银河系中将含有1兆吨的钻石。遗憾的是,这些钻石太微小了,以至无法用肉眼看到。尽管如此,只要我们一想到有无数的钻石点缀着星空,这将有多么气派啊!
2010年9月,美国天文学家观测到了一颗距地球约50光年,直径达4000公里的白矮星。在我们可观测的宇宙中,白矮星的发现不足为奇。但是,这一颗白矮星却引起了天文学家的关注,因为在对其研究之后发现,其核心是密度极高的结晶碳(即钻石),重量相当于10的34次方克拉。也就是说,这是一颗存在于太空中的“巨型钻石”,命名为Diamond star(钻石星球),学术名为BPM37093。
钻石是一种由 碳元素组成的单质晶体 ,在自然界中,形成钻石最主要的物理因素就是“高压”。虽然在太阳系中,天王星和海王星上有着异乎寻常的高压,很容易将碳原子压缩成钻石。但是天王星和海王星的碳元素含量只有不到2%,无法形成钻石。所以,要形成如此大一颗钻石星球,需要极高的碳含量。
且在恒星形成时,不仅仅需要碳含量十分高,而且需要 碳氧比特别高 ,因为氧元素较多的话,碳元素容易与氧元素结合,从而无法保持单质碳的形态,也无法形成钻石。
这颗“钻石星球”的形成,是由一颗比太阳略大的恒星冷却后的灰烬组成的。经过高温高压的内核环境之后,最终形成了如此巨大的钻石内核。
钻石因为是自然界中天然存在的最坚硬的物质,因为其稀少且外观美丽,因此价格极其昂贵。于是有人认为,能否去太空中开采这类钻石星球,从而获利呢?答案是否定的,极高的开采难度与50光年的距离就让我们束手无策了。
联合国1967年制定的《外层空间条约》虽然已经明确规定外太空天体的主权不为任何一个国家所有,但是弗兰克正是抓住这个法律当中没有规定“不能由私人拥有”这个漏洞,来宣称对这颗星球的主权。而且据钻石的市场售价来看,弗兰克在拥有这颗“钻石星球”之后,将毫无疑问地成为这个世界上最富有的人。
当然,这件事最后无法得到国际认可,最终也只是一场闹剧。但是,在科研领域,这颗星球的发现也有着非同一般的意义。在此之后,科学家又发现了一颗围绕类似太阳的恒星运行的钻石星球。因此在天文学界,有科学家认为,宇宙中许多质量较小的恒星最终都会变成这种结构。但是又有科学家认为大多数恒星含氧量较多,对于碳单质的形成有影响,因此无法大量形成钻石星球。
当然,无论如何,这些事情至今是地球 科技 望尘莫及的。我们只能远远地观测其美丽,或许在未来的某一天,我们的载人航天技术有了星际航行的能力,我们才能近距离感受“钻石星球”的惊人美丽了!
从科学的角度来讲密度是没有极限的,目前已知自然界和宇宙当中密度最高的物质应该是黑洞的中心,其实黑洞的中心并不是虚无的,而是由一个密度特别高的物质形成强有力的引力,把很多东西都拉扯到它的身边所造成的一种现象,这种拉扯的力量是相当巨大的,即使最厉害的光速也逃不过它的手掌心,所以很多科学家都不约而同的认可一个说法,那就是当我们地球碰到黑洞的时候,以目前的科学手段是无法逃脱黑洞的引力的。那么在我们地球的表面上来说,密度相对比较大的有以下几种东西:
1、钻石
钻石也就是金刚石,目前为止,地球上所发现的任何物质当中,钻石的密度可以说是世界上排名数一数二的了,之所以钻石这么值钱的原因之一,就是它的密度非常高,切割非常不容易,物以稀为贵,既然切割如此不易,那么它值钱当然是理所当然的了,随意的一颗钻石可以轻松的在蓝宝石的镜面上留下划痕,所以说就密度而言钻石是比较恐怖的。
2、金属锇
锇的密度也是相当大的了,这种金属是我们近期发现的新型金属之一,它的密度已经超过了钻石,被誉为是当今世界上密度最大的物质,当然是地球上的,只不过这种金属在地球上来说都是相当稀有的,虽然它的使用价值是非常巨大的,但是由于这种物质过分稀有,所以到目前为止也没有出现大规模的使用状况。
3、铁
虽说铁不能说是地球上密度最大的物质,但是我们可以说,地球上面积最大,密度也最大的物质就是铁,因为地壳当中80%都是由铁矿石形成的,而我们利用铁可以提炼出来很多高密度的物质,所以综合来讲,铁还是在密度上占有着一定的地位的。
钻石在地球上可谓是家喻户晓,尤其是经过加工的钻石,其晶莹的外观深受广大女性的喜爱,更是被看作爱情天长地久的象征!
不仅如此,钻石拥有非常高的硬度,是地球上自然形成的最坚硬的物质,在很多工业领域都有着不菲的应用。
钻石的价格非常昂贵,一枚小小的钻戒就要几千元人民币,如果是质量大一点的钻戒,动辄就是几万甚至几十万的价格,所以钻石也像黄金一样能够保值!
茫茫宇宙,有着很多神奇的天体,大家能够想象出由钻石组成的“钻石星球”会是什么样子的呢?
早在2010年,科学家发现了一颗神奇的星球,这颗星球跟地球一样属于行星,距离地球大约50亿光年,直径约为4000公里,比地球要小。让人惊讶的是组成这颗星球的内部核心竟然是高密度的结晶碳,而结晶碳正是形成钻石的关键!
那么,这颗星球上会存在钻石吗?
根据科学家的研究,这个星球是一颗白矮星,而且是水晶态的白矮星,单从其外观上来看就非常漂亮!这颗白矮星表面温度大约为2700摄氏度,完全有能力生成钻石!
科学家们认为,这颗白矮星上很有可能存在大量的钻石,比地球钻石储量要多得多,但问题是人类无法开采这些钻石。要知道50亿光年的距离是人类现阶段科技无法跨越的巨大鸿沟!
不仅如此,其表面高达2700摄氏度的高温也让开采变得不可能,在如此高温的情况下,开采机械很容易便会被融化!
事实上,宇宙中很多星球都存在大量钻石,甚至就连我们太阳系的一些行星,其钻石储量也远远超过地球,比如我们所熟知的木星和土星!
我们知道,木星和土星都属于气态行星,在其星体的组成成分里面还有大量甲烷,可以占到15%左右,而甲烷是由氢和碳组成的,甲烷中的碳会在高压下分解并形成钻石!
而根据科学家们的观测结果,这两个星球经常会有闪电产生,而且闪电的威力要比地球大很多。大闪电劈在木星和土星的大气层上时,便会将其中的甲烷进行分解,形成像碳一样的灰尘。
这些灰尘在落下时便会变成石墨,当石墨下落到星体深处时,由于受到强大的引力,便会在巨大的压力下变成钻石,这就是传说中的木星“钻石雨”!根据测算,土星和木星上每年都会降下大约1000吨钻石!
遗憾的是,我们现阶段并不具备开采木星和土星上钻石的条件,所以这两个星球上的钻石对人类而言是无意义的。而且,钻石之所以名贵,跟其稀有程度是分不开的,毕竟钻石的工业用途并不多。如果有一天人类能够开采木星和土星上的钻石,到了那个时候,想必钻石也不会有现在这样的价值了!
研究人员宣布,尽管听起来就像是科幻小说,但是的确可能有多达1,000万吨钻石储存于土星和木星上。
观测到的证据表明,土星上的雷暴可以活跃地产生碳粒子;此外,新一轮室内实验和模拟显示了碳在极端环境下的特性。因此,两位科学家产生了这样的设想:土星和木星两颗行星都有可能为钻石的形成提供稳定的环境。
“我们现在知道,固体钻石所承受的最高限温是8,000°K,如果高出这个温度,钻石就会融化。而且,对于土星和木星内部的压力和温度分布,我们也能够测量得更加准确了,”威斯康星大学麦迪逊分校的行星科学家凯文·贝恩斯(Kevin Baines)说,“这两个情况结合在一起,首次向我们表明:固体钻石可能存在于两颗行星大范围的纵向区域中。”本周,在科罗拉多州丹佛市举行的一次会议上,研究人员提交了这篇研究论文,贝恩斯是该论文的合作者。
根据较早期的理论,只有天王星和海王星才被认为是可以产生钻石的行星。科学家们提出:那两颗行星上的高温和高压或许能够将大气中的甲烷直接转化为钻石,然后降落到两颗行星的内部。
据科学家们推测,土星和木星的温度要低得多,甲烷也要少得多。因此,他们通常认为这两颗行星不具备产生这些宝石的能力。
在土星的大气中,大约有05%为甲烷;在木星的大气中,只有大约02%为甲烷。然而,在天王星和海王星上,将近15%的大气都是由甲烷构成的。
根据贝恩斯所说,“卡西尼”号太空船在土星的上层云团中发现过巨型闪电雷暴,在木星上也发现过同样的闪电雷暴,这些巨型闪电雷暴可能是导致钻石形成的主要事件。从红外上所看到的黑色风暴区域被认为是甲烷分子分解成碳的区域,这种碳极有可能就是烟灰颗粒。
这个新理论指出:一旦烟灰颗粒形成,非结晶碳就会在大气中下沉,一直到达密度相同的高度,然后在不断增加的压力下转化成为石墨;石墨继续下降到土星更深层的大气中,直到压力和温度不断积累,将石墨转化成为固体钻石。
“这样,每年会产生大约1,000吨钻石。我估计,在30,000公里厚的含钻层中,以这种方式形成的钻石有大约1,000万吨,”贝恩斯说。
液体钻石的海洋
在木星大气的最深层,那里的环境非常极端,事实上钻石有可能形成一个液体钻石的海洋。贝恩斯说:“在钻石融化的那一层之下,含有原子氢和电离氢的大气变得极具破坏力,很可能那里的液体钻石已被转化成为其他材料了。”
然而,在天王星和海王星的内部,温度要低得多,从来都达不到8,000°K,因而在这些比较遥远的行星上,钻石很可能永远都不会融化。
“因此我们可以说,钻石很可能会永远地存在于天王星和海王星上,但不会永远存在于土星和木星上,”加州帕萨迪纳市加州特色工程处的行星科学家、研究论文的第一作者莫娜·戴丽特斯基(Mona Delitsky)说。
但是,亚利桑那大学的行星科学家威廉·哈伯德(William Hubbard)对这项研究中提出的碳化学过程表达了自己的怀疑态度。他认为,土星上的闪电雷暴所产生的烟灰太少,不足以形成钻石,而且随着飘落到更深层次的大气中,烟灰很可能会被不断增加的压力和不断升高的温度破坏掉。“受热而分解的碳可能仅仅跟氢一起形成一种溶液,但不会析出而成为钻石,”哈伯德说。
“钻石冰山”
关于这些宇宙钻石可能会有多大,都是基于推测的。戴丽特斯基认为,这些钻石最初的大小可能只有一微米,就如同闪电产生的烟灰颗粒一般大。随着下降到行星更深层的内部区域,这些颗粒逐渐增大,很像雨滴一般,最终形成起码像豌豆一样大的宝石……有些变得如此之大,甚至都可以称之为“钻石冰山”了!
“这些钻石很可能要比纳米级钻石大得多,有可能是相当大的厚块,你可以将其握在手中,”戴丽特斯基接着说,“在久远的未来,机器人探测器将有可能到这些气态巨星的大气深处,去开采这些钻石。”
用途的范围价格不同。
钻石卡(全国通用,不可通用W门店和VIP门店)
1年1888。
2年3088。
4年5088。
宇宙卡(全国通用,除三家VIP店所有门店可用)
1年3088。
2年4088。
4年6088。
威尔士全新宇宙卡,钻石卡,内部活动卡,没激活使用过的,使用属性和普通卡一样。包含团操,瑜伽,游泳,球类。
通用全国,除几家VIP门店均可使用。12个月/通用,钻石2088宇宙3088。24个月/通用,钻石3088宇宙4088注:钻石卡跟宇宙卡的区别在于钻石卡W店不能用,宇宙卡才可以用W店。
科学家不停的探索宇宙中的奥秘,他们想寻找一些新奇的事件,于是就在前几年他们发现了一颗富有的钻石行星——白矮星。为什么说白矮星富有,那是因为它是一颗由碳和氧组成并处于水晶状态的星球,其核心是密度极高的结晶碳也就是钻石
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