Contenuto
- Cos'è il cratere Popigai?
- Prova di enorme calore e pressione
- Cosa è successo al punto di impatto?
- Che tipo di diamanti?
- Questi diamanti saranno estratti?
- lonsdaleite
- La Russia come produttrice di diamanti
Impatto del cratere Popigai: Grandi asteroidi possono colpire la Terra a una velocità di 15-20 miglia al secondo. Questo produce un impatto abbastanza potente da vaporizzare la roccia, scavare un enorme cratere e far esplodere milioni di tonnellate di ejecta nell'aria. La forza nel punto di impatto supera la temperatura e la pressione richieste per produrre diamanti. Se il carbonio è presente nelle rocce che circondano il sito di impatto, è possibile la formazione di diamanti.
Cos'è il cratere Popigai?
Circa 35 milioni di anni fa, un asteroide di circa 5-8 chilometri di diametro, che viaggiava a una velocità di circa 15-20 chilometri al secondo, si schiantò contro l'area che ora è conosciuta come la penisola di Taymyr nella Siberia settentrionale, in Russia. L'energia erogata da questo impatto di ipervelocità era abbastanza potente da fondere all'istante migliaia di chilometri cubi di roccia e far esplodere nell'aria milioni di tonnellate di ejecta. Alcuni di questi ejecta sbarcarono in altri continenti.
L'esplosione ha prodotto un cratere da impatto di 100 chilometri con un bordo di roccia deformata largo fino a 20 chilometri. Ora conosciamo questa funzione come "Popigai Crater" o "Popigai Astroblem", il settimo cratere da impatto più grande che sia stato identificato sulla Terra.
Prova di enorme calore e pressione
Oggi, 35 milioni di anni dopo, i ricercatori hanno trovato centinaia di chilometri cubi di tagamite (roccia sciolta a causa dell'impatto) nel cratere. Credono che originariamente circa 1750 chilometri cubi di roccia si siano sciolti, ma circa la metà di questo ha lasciato il cratere come ejecta. Esistono anche ampi depositi di suevite (breccia formata da frammenti di roccia bersaglio) fino a 600 metri di spessore nel sito di impatto. Uno strato di suevite copre un'area di circa 5000 chilometri cubi.
Il calore e la pressione prodotti da questo impatto hanno ampiamente superato ciò che è necessario per la formazione di diamanti nel punto di impatto. Un impatto ipervelociale di un oggetto largo 5 chilometri produrrebbe uno scoppio di energia equivalente a milioni di armi nucleari e temperature più calde della superficie dei soli.
Breccia a impatto del cratere Popigai: Un grande campione di 457,7 grammi di breccia dall'imponente cratere Popigai nella Siberia settentrionale. Nota la varietà di colori, dimensioni, forme e trame all'interno di una singola massa - il risultato di un forte impatto di meteoriti che ha lanciato milioni di tonnellate di roccia nell'aria. Mentre i frammenti ricadevano sulla Terra, rocce di strati diversi si mescolavano insieme. Milioni di anni di calore e pressione hanno compresso quei pezzi assortiti in una massa solida nota come breccia da impatto. Fotografia di Geoffrey Notkin, copyright Aerolite Meteorites.
Cosa è successo al punto di impatto?
L'impatto si è verificato quando la roccia dello scantinato di gneiss di grafite e granato di Archean è stata coperta da circa 1,5 chilometri di copertura sedimentaria. La roccia nel punto di impatto fu istantaneamente vaporizzata e un cratere profondo 8-10 chilometri fu fatto saltare attraverso la copertura sedimentaria e nello gneiss sottostante.
L'intensità di calore e pressione diminuiva con la distanza dal punto di impatto. A una distanza di circa 12 chilometri dal punto di impatto, le condizioni erano probabilmente ancora troppo severe per la formazione e la sopravvivenza dei diamanti.
I diamanti trovati oggi si sono probabilmente formati in una sottile zona di roccia situata a circa 12-13 chilometri dal punto di impatto. Ciò ha creato un guscio di roccia portatrice di diamanti di circa 1-2 chilometri a forma di emisfero attorno al punto di impatto. In questa zona, i fiocchi di grafite nello gneiss di grafite e granato di Archea furono immediatamente convertiti in diamante. I ricercatori stimano che questo guscio di roccia portatrice di diamanti avesse un volume di circa 1600 chilometri cubi e contenesse più diamanti di tutti gli altri depositi noti della Terra messi insieme.
Immagine satellitare del cratere Popigai: Immagine satellitare del cratere di impatto Popigai, a nord del circolo polare artico in Siberia, Russia. Il cratere è poco visibile perché è stato oscurato da ejecta e 35 milioni di anni di erosione. Immagine della NASA. Ingrandisci l'immagine.
Che tipo di diamanti?
Nell'impatto di Popigai, le condizioni necessarie per formare il diamante erano presenti solo per un istante di tempo. Questa formazione flash ha trasformato i fiocchi di grafite nello gneiss di grafite-granato Archean in diamante. Molti dei diamanti prodotti erano piccole pietre policristalline che hanno approssimativamente la stessa dimensione e forma dei fiocchi di grafite nello gneiss. La maggior parte sono piccole pietre di dimensioni inferiori a 2,0 millimetri che potrebbero essere adatte alla produzione di abrasivi diamantati. Poiché questi diamanti si sono formati in un lampo di calore e pressione, non c'è stato tempo sufficiente per lo sviluppo di grandi pietre monocristalline di grande chiarezza e purezza. Per tale motivo, è improbabile che Popigai sia il sito di un'operazione di estrazione di gemme e diamanti.
Questi diamanti saranno estratti?
I diamanti sotto il cratere Popigai probabilmente non sono un obiettivo prioritario di estrazione mineraria. Oggi, la maggior parte dei diamanti industriali del mondo sono pietre sintetiche. Per l'anno civile 2010, l'indagine geologica degli Stati Uniti ha riferito:
"Il diamante naturale rappresenta circa l'1,4% di tutti i diamanti industriali utilizzati, mentre il diamante sintetico rappresenta il resto."L'efficienza e il costo della produzione di diamanti sintetici sono costantemente migliorati negli ultimi decenni. Ora è più economico "produrre diamanti industriali" di quanto non sia estrarli. Nel 2010 la produzione mondiale di diamanti sintetici industriali è stata di circa 4,38 miliardi di carati con un valore compreso tra 1,65 e 2,50 miliardi di dollari. Questo è un prezzo medio di circa 50 centesimi per carato o meno. Le aziende cinesi hanno prodotto oltre il 90% del diamante sintetico del mondo.
Il cratere Popigai si trova in una posizione remota sopra il circolo polare artico, in un ambiente difficile, senza infrastrutture e senza fonte locale di dipendenti e supporto. Affinché il deposito venga estratto, i diamanti devono: 1) essere abbastanza grandi da poter essere recuperati e utilizzati nell'industria; 2) avere proprietà fisiche utili all'industria; e, 3) essere presente in concentrazioni sufficientemente elevate da essere estratto economicamente. I russi non hanno rilasciato alcuna informazione per confermare che il deposito è estraibile.
lonsdaleite
Piccole quantità di lonsdaleite sono presenti nelle rocce portatrici di diamanti del cratere Popigai. Lonsdaleite è un raro minerale di carbonio con una struttura cristallina esagonale che è stata associata ai diamanti nei meteoriti e nelle strutture d'impatto. Come il diamante, è un minerale che si forma in condizioni di temperatura e pressione molto elevate. Viene spesso definito "diamante esagonale".
È stato riportato che alcuni esemplari di lonsdaleite sintetica presentano caratteristiche di durabilità superiori a quelle del diamante. Queste caratteristiche non sono state riportate in campioni naturali o in campioni raccolti dal cratere Popigai.
La Russia come produttrice di diamanti
I russi hanno una significativa esperienza nell'estrazione di diamanti, nella produzione di diamanti sintetici e nell'uso del diamante come materiale industriale. Alrosa, la società mineraria di diamanti statale russa, produce più diamanti naturali di qualsiasi altra azienda al mondo ed è un importante produttore di diamanti coltivati in laboratorio. La Russia come paese produce più diamanti di pietre preziose rispetto a qualsiasi altro paese diverso dal Botswana. Da tempo estraggono diamanti e li producono in laboratorio. Se Popigai fosse stata una fortuna finanziaria per qualsiasi motivo, probabilmente l'avrebbero estratta molto tempo fa.