Откуда на Земле берутся алмазы? К чему пришли ученые?

Об алмазах знают почти все, не знают самого главного: как они рождаются. Новые идеи об естественном синтезе драго- цепного минерала тоже редкость, хотя, наверное, не найдется геолога, геофизика или геохимика, которого бы не волновала старая тайна природы. Сотни трудов различных исследователей так или иначе были посвящены этой сложной проблеме. Словно кусочки смальты,они должны были в итоге обрисовать загадочную картину рождения чудесного кристалла. Картины не получилось. Мозаика проблем осталась. Совершенно неожиданным путем подошел к разгадке тайны природы доктор геолого-минералогических наук Эрик Михаилович Галимов. С помощью математических расчетов Галимов убедительно доказывает, что в отдельных точках движущейся магмы может возникать гигантское давление — (выше миллиона атмосфер н не менее колоссальная температура — 10 000 К! При таких условиях и зарождаются кристаллы алмазов.

Ни один ученый еще не предсказывал таких параметров (давление-температура) для кристаллизации алмазов. Но ведь пока еще никому и не удалось разгадать секрет Искусственный синтез драгоценною минерала — научное открытие, которое, безусловно, играет важнейшую роль в развитии современной промышленности,— все же лишь частично решает проблему острого дефицита алмазов. Продукт заводского синтеза — это мелкие (до 3—4 мм) кристаллы, но отнюдь не «настоящие» камни. А для подлинной революции в бурильной технике и металлообработке нужны крупные кристаллы, такие, которые синтезирует пока только природа. Синтезирует в глубокой тайне, в самых скрытых недрах своих, очень скупо выдавая продукт своего иллюзионистского действа. Много веков ученые пытались разгадать загадку естественного синтеза алмаза. Сначала только для того, чтобы лучше знать закономерности природного размещения, потом — чтобы научиться синтезировать алмаз искусственно. Случилось, однако, так, что получать алмазы в лабораториях научились, а тайну происхождения природных алмазов все еще не раскрыли...

Ученые работали вслепую. В основе их опытов были примитивные представления об алмазном превращении графита. Начались эти работы еще в конце XVII века. Ньютон первый высказал парадоксальную идею: самый твердый минерал должен гореть. Кристалликом алмаза пожертвовала Флорентийская академия наук. Кристалл сожгли. Получив в результате полного сгорания только углекислый газ, поняли: алмаз состоит из одного элемента — углерода. Но прежде чем сгореть — еще при температуре 1 100 С,—алмаз превратился в графит. Ученые были потрясены: раз так, значит, возможно и обратное превращение. Немного подумать — и драгоценные камешки засверкают в ладонях. Люди весело поглядывали вверх на трубы своих домиков, откуда черной лентой струился дымок, прикидывая в уме, сколько драгоценного сырья улетает впустую, пока варится ужин. Заманчивое дело предстояло ученым: превратить сажу в бриллианты. Объемный вес графита в 1,5 раза больше объемного веса алмаза, стало быть, потребуется только хорошенько сдавить порошок.

Трещали прессы. Сажа оставалась сажей...В 1939 году американец Басс достиг давления 11,5 тысячи атмосфер, но все-таки алмазов не получил. Какие же значения давлений и температур соответствуют области термодинамической устойчивости алмаза? Проведя ряд математических расчетов, советский физик А. И. Лейпунский назвал цифры, которые многим тогда показались просто фантастическими: надо нагреть графит до 2 000 С и сжать давлением не менее 60 килобар (60 тысяч атмосфер). Почти 16 лет потребовалось инженерам, чтобы в одном объеме одновременно достичь таких параметров. Предсказания Лейпунского подтвердились. В середине 50-х годов заводской синтез алмазов начался почти одновременно в нескольких странах. О синтетических алмазах, полученных в СССР, впервые было объявлено в 1960 году на июльском Пленуме ЦК КПСС. Алмазы синтезировали в Институте физики высоких давлении под руководством академика Л. Ф. Верещагина. Получили их при давлении 50 килобар и температуре 2 000 С. Промышленное производство алмазов было развито совместно с Украинским институтом сверхтвердых материалов.

Американская фирма «Дженерал электрик» впервые получила алмазы, подвергнув графит сжатию давлением 53 килобара при температуре 4 000 С. Фирма АСЭА (Швеция) повторила синтез при давлении 70 килобар и температуре 3 300 С. В объеме 500 кубических сантиметров шведские ученые получили 30 мельчайших кристалликов. Сотрудники научно-исследовательского института в Калифорнии впервые использовали для синтеза взрыв, достигнув давления 300 килобар. Они получили кристаллики алмаза величиной в 10 микрон. Накопившимся за последние годы уже пе- малый опыт и искусственном синтезе все же мало что прояснил в механизме образования природных алмазов. Правда, все ученые единодушно сошлись во мнении, что естественный синтез алмазов происходит, безусловно, при давлении больше 50 килобар и температуре свыше 1 500 С. До разгадки тайны природы остался вроде бы один шаг. Нужно объяснить, как в кимберлитах достигаются подобные давления и температура. На какой глубине, при каких обстоятельствах и что служит исходным материалом для синтеза...

Источник