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说到最著名的广告语,“钻石恒久远,一颗永流传”绝对算得上其中之一。因为钻石是号称地球上目前发现的最坚硬的自然矿物,人们也习惯把钻石和忠贞不渝的爱情联系在一起。
按照莫氏硬度来衡量,钻石的硬度能够达到10。也就是说,基本上没有什么东西能够在钻石表面留下划痕,于是人们才会有了钻石“坚不可摧”的印象。
但是假如真的没有任何办法能“解剖”钻石,人们就很难知道钻石的内部结构及成分了。对于科学研究来说,了解钻石的结构可能要比钻石本身的价值更为重要。
为了探索真相,需要做一件令所有珠宝爱好者们心疼的事情,那就是分解一枚完美的钻石。
(科学家准备点燃一颗钻石)
实验非常简单。科学家将钻石放置到极高温度的火焰下,然后将其投掷到液态氧中。钻石就会冒出火星,随后燃烧起来,变得越来越小,逐渐消失,最后只剩下二氧化碳。
(钻石在液态氧中燃烧殆尽)
这是因为钻石其实是由碳元素组成的。就像主要由碳元素组成的木头一样,钻石也可以被点燃,并最终变成气体。
这个实验并不是现代人的首创,早在18世纪,法国化学家拉瓦锡就把钻石置于高温之中,发现钻石开始燃烧,最后化成了一缕青烟,拉瓦锡随后将玻璃罐中的气体导入澄清的石灰水中,得到了白色的碳酸钙沉淀,他从而得出结论,钻石的成分有可能是碳元素。
(拉瓦锡在化学发展史上有卓越贡献)
从化学成分上说,钻石和铅笔芯(石墨)一样,都是碳单质,也就是纯粹由碳元素组成。石墨,是在压力较低条件下形成的,比如靠近地球表面的地方。但是钻石则是在距离地表几百千米的深处形成的。
(钻石矿假想图)
在地表以下大约150-300公里,温度在1100摄氏度到1500摄氏度,压力达到4.5到6Gpa的地方,碳元素经过长时间的汇聚挤压成为了钻石。
(地下某些地方可能有很多钻石)
在地球深处的极端条件下,碳原子组合成极为坚硬,透明且昂贵的钻石。然而这些钻石能够来到地表,还需要依靠另一种强大的力量。
在特殊的火山喷发中,其内部的岩石以每小时四十多千米的速度穿越地质层,钻石就是伴随着这一过程来到了更加接近地表的位置,而这样它们才有可能被人们发现。
钻石只是岩浆升到地表时搭载的一位“意外乘客”。不过这位乘客给不少人带来了巨大的财富,更成为科学家认识地质活动规律的一把钥匙。
健康提示:请出门戴口罩、勤洗手、多通风,少去人群密集处。
科幻地带
《钻石的秘密》
播出时间:6月13日 16:39
监制 / 田龙 主编 /刘铭
编辑 / 张兰 刘景迪 何初蕾(实习)