HaberlerTeknoloji & Bilim

Dünya dakikalar içinde güzel taşlar büyür

5 Mins read
Dünya dakikalar içinde güzel taşlar büyür

California’nın Stewart Lithia madenindeki kuvars pegmatit içinde pembe turmaline giden siyah turmalin. Kredi: Patrick Phelps / Rice Üniversitesi

Rice Üniversitesi’nden yapılan yeni araştırmaya göre, Roma bir günde inşa edilmedi, ancak dünyanın en güzel taşlarından bazıları inşa edildi.

Akuamarin, zümrüt, granat, zirkon ve topaz, çoğunlukla hem büyük kristaller hem de tantal ve niyobyum gibi bulunması zor elementler içeren pegmatitlerde, damar benzeri oluşumlarda bulunan kristalin minerallerden sadece birkaçıdır. Diğer bir yaygın bulgu, elektrikli otomobil akülerinin hayati bir bileşeni olan lityumdur.

Rice, yüksek lisans öğrencisi Patrick Phelps, “Bu, Dünya’nın lityumu belirli yerlerde ve minerallerde nasıl yoğunlaştırdığını anlamaya yönelik bir adımdır” dedi. Doğa İletişimi. “Pegmatit büyüme oranlarının temellerini anlayabilirsek, bu, nasıl ve nerede oluştuklarının bütün resmini anlama yönünde bir adımdır.”

Pegmatitler, yükselen magma Dünya’nın içinde soğuduğunda oluşur ve Dünya’nın en büyük kristallerinden bazılarına sahiptirler. Örneğin, Güney Dakota’nın Etta madeni, tahmini 37 ton ağırlığında 42 fit uzunluğunda biri dahil olmak üzere, log-boyutlu lityum bakımından zengin spodümen kristallerine sahiptir. Phelps, Rice’tan Cin-Ty Lee ve Güney Kaliforniyalı jeolog Douglas Morton’un araştırması, mineralogları uzun süredir kızdıran bir soruyu cevaplamaya çalışıyor: Bu kadar büyük kristaller pegmatitlerde nasıl olabilir?

Rice’tan Harry Carothers Wiess Jeoloji Profesörü ve Rice’ın Dünya, Çevre ve Gezegen Bilimleri Bölümü başkanı Lee, “Magmatik minerallerde, kristal boyutu geleneksel olarak soğuma süresi ile bağlantılıdır” dedi. “Fikir, büyük kristallerin büyümesinin zaman almasıdır.”

Örneğin püsküren lavlardaki kaya gibi hızla soğuyan magma, mikroskobik kristaller içerir. Lee, aynı magmanın on binlerce yıl boyunca soğutulduğunda santimetre büyüklüğünde kristallere sahip olabileceğini söyledi.

“Pegmatitler, bazen sadece birkaç yıl içinde nispeten hızlı soğurlar ve yine de Dünya üzerindeki en büyük kristallerden bazılarına sahiptirler” dedi. “Büyük soru gerçekten, ‘Bu nasıl olabilir?’

Dünya dakikalar içinde güzel taşlar büyür

Rice Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Patrick Phelps, numune kristallerinin kimyasal bileşimini ölçmek için katolüminesans mikroskobu kullandı. Kredi: Linda Welzenbach / Rice Üniversitesi

Phelps araştırmaya başladığında, en acil sorusu, Lee ve Morton’un büyük soruyu yanıtlamasına izin verecek bir dizi ölçümün nasıl formüle edileceğiyle ilgiliydi.

Phelps, “Mesele daha çok ‘Gerçekte ne kadar hızlı büyüdüklerini anlayabilir miyiz?’ “Büyüme oranını bulmak için kuvars kristallerine ait olmayan elementler olan eser elementleri kullanabilir miyiz?”

Üç yıldan fazla sürdü, Güney Kaliforniya’daki bir pegmatit madeninden numune kristalleri toplamak için bir saha gezisi, numunelerin kimyasal bileşimini tam olarak haritalandırmak için yüzlerce laboratuvar ölçümü ve 50 yıllık malzeme bilimi makalelerine derin bir dalış yapmak için Kimyasal profilleri kristal büyüme oranlarına dönüştürebilecek matematiksel bir model oluşturun.

Phelps, “Yarım inç genişliğinde ve bir inçten uzun kristalleri inceledik” dedi. “Bunların birkaç saat içinde büyüdüğünü gösterdik ve fiziğin bir metre veya daha fazla uzunluğu ölçen daha büyük kristallerde farklı olacağını önerecek hiçbir şey yok. Bulduğumuz şeye dayanarak, bunun gibi daha büyük kristaller bir konuda büyüyebilir. günler. “

Pegmatitler, Dünya’nın kabuğunun parçalarının çekildiği ve gezegenin erimiş mantosunda geri dönüştürüldüğü yerde oluşur. Kabukta hapsolmuş herhangi bir su, eriyiğin bir parçası haline gelir ve eriyik yükselip soğudukça, birçok çeşit mineral ortaya çıkarır. Her biri, karakteristik bir sıcaklık ve basınçta eriyikten oluşur ve çökelir. Ancak su kalıyor ve soğutma eriyiklerinin giderek daha yüksek bir yüzdesini oluşturuyor.

Phelps, “Sonunda, o kadar çok su kalır ki, erimenin hakim olduğu bir sıvıdan çok su baskın bir sıvı haline gelir” dedi. “Bu sulu karışımdaki artık elementler artık çok daha hızlı hareket edebiliyor. Sıvılarda kimyasal difüzyon hızları çok daha hızlı ve sıvılar daha hızlı akma eğiliminde. Dolayısıyla, bir kristal oluşmaya başladığında, elementler ona daha hızlı ulaşabilir, yani daha hızlı büyüyebilir. “

Kristaller, atomların sıralı düzenlemeleridir. Atomlar, kimyasal özelliklerine ve enerji seviyelerine göre bu düzenlenmiş düzene doğal olarak düştüğünde oluşurlar. Örneğin, Phelps’in kuvars örneklerini topladığı madende, pegmatit hala oluşuyorken açılan çatlaklar gibi görünen yerlerde birçok kristal oluşmuştu.

Dünya dakikalar içinde güzel taşlar büyür

Kuvars-pegmatit matrisinde Brezilya zümrütleri. Kredi: Madereugeneandrew / Wikimedia Commons’ın izniyle

Phelps, “Bunların açıldığını görüyorsunuz ve neredeyse damarlardaki damarlar gibi pegmatitin kendisinin katmanlarından geçiyorsunuz” dedi. “Bu çatlaklar açıldığında, basıncı hızla düşürdü. Böylece sıvı içeri girdi, çünkü her şey genişliyor ve basınç dramatik bir şekilde düştü. Birdenbire, eriyikteki tüm elementlerin kafası karıştı. Olmak istemiyorlar. artık o fiziksel durumda ve hızla kristaller halinde bir araya gelmeye başlıyorlar. “

Phelps, numune kristallerinin ne kadar hızlı büyüdüğünü deşifre etmek için, hem katolüminesans mikroskobu hem de lazer ablasyonu ile kütle spektrometresini kullandı. eser elementler büyüme sırasında düzinelerce noktada kristal matrise dahil edilmişti. Nereden deneysel çalışma 20. yüzyılın ortalarında malzeme bilimcileri tarafından yapılan Phelps, büyüme oranlarını bu profillerden çözmeyi başardı.

“Üç değişken var” dedi. “Bir şeylerin içeri girme olasılığı var. Bu bölme katsayısı. Kristal ne kadar hızlı büyüyor, büyüme hızı. Ve sonra yayılma var, bu yüzden elemental besinler kristale ne kadar çabuk getiriliyor.”

Phelps, hızlı büyüme oranlarının oldukça sürpriz olduğunu söyledi.

“Pegmatitler oldukça kısa ömürlüdür, bu yüzden nispeten hızlı büyümeleri gerektiğini biliyorduk” dedi. “Ama biz bunun, herkesin tahmin ettiğinden birkaç kat daha hızlı olduğunu gösteriyoruz.

Phelps, “Bu rakamlardan birini nihayet aldığımda, Cin-Ty’ın ofisine gittiğimi ve ‘Bu mümkün mü? Bunun doğru olduğunu sanmıyorum’ dediğimi hatırlıyorum.” “Çünkü kafamda hala bir tür bin yıllık zaman ölçeği hakkında düşünüyordum. Ve bu sayılar günler veya saatler anlamına geliyordu.

“Ve Cin-Ty, ‘Peki, neden olmasın? Neden doğru olamıyor?’ Dedi Phelps. “Çünkü matematiği ve fiziği yapmıştık. Bu kısım sağlamdı. O kadar hızlı olmasını beklemesek de, makul olmaması için bir neden bulamadık.”


Sıvı metalde büyüyen metalik kristaller


Daha fazla bilgi:
Patrick R. Phelps ve diğerleri, Pegmatitlerde hızlı kristal büyümesi bölümleri, Doğa İletişimi (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-18806-w

Tarafından sunulan
Rice Üniversitesi


Alıntı: Earth, güzel cevherleri dakikalar içinde büyütür (2020, 6 Ekim) 6 Ekim 2020 tarihinde https://phys.org/news/2020-10-earth-fine-gems-minutes.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir