Phát hiện yếu tố quan trọng giúp hình thành kim cương tự nhiên

Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances, kim cương chỉ bắt đầu hình thành khi tiếp xúc với điện trường, thậm chí là điện trường yếu khoảng 1 vôn.

Ông Yuri Palyanov - trưởng nhóm nghiên cứu;và là chuyên gia hàng đầu về kim cương tại Nga cho biết: "Kết quả của nghiên cứu cho thấy, điện trường nên được coi là một yếu tố bổ sung quan trọng ảnh hưởng đến sự kết tinh của kim cương".

Kim cương được tạo ra từ các nguyên tử cacbon liên kết trong một cấu trúc tinh thể. Chúng tạo thành hơn 90 dặm (150 km) dưới bề mặt Trái đất, nơi áp lực đạt nhiều gigapascals và nhiệt độ có thể tăng cao trở lên của 2732 độ F (1.500 độ C). Nhưng nhiều yếu tố đằng sau sự ra đời của loại đá quý này vẫn còn là một bí ẩn.

Để làm sáng tỏ bí ẩn này, một nhóm các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng các điều kiện trong lớp phủ Trái Đất và thử tạo ra kim cương trong "lớp phủ nhân tạo" này .

Các nhà nghiên cứu đã thu thập các thành phần ban đầu cần thiết để tạo ra kim cương - bột cacbonat và cacbonat-silicat tương tự như các chất nóng chảy giàu cacbonat có nhiều trong lớp phủ. Họ đặt những chất bột này trong lớp phủ nhân tạo trong phòng thí nghiệm với áp suất lên tới 7,5 GPa, nhiệt độ 1.600 độ C và điện trường chạy bằng điện cực dao động từ 0,4 đến 1V.

Sau khoảng  40 giờ, kim cương (và cả than chì) được hình thành, nhưng chỉ khi các nhà nghiên cứu thiết lập một điện trường khoảng 1V - yếu hơn hầu hết các loại pin gia dụng.

Kim cương tự nhiên

Bên cạnh đó, kim cương và than chì chỉ hình thành ở cực âm (phần âm của điện trường). Vị trí này cung cấp các điện tử để bắt đầu một quá trình hóa học: các hợp chất cacbon-oxy nhất định trong cacbonat trải qua một loạt phản ứng để trở thành cacbon điôxít, cuối cùng, các nguyên tử cacbon có thể tạo thành kim cương.

Những viên kim cương nhân tạo này rất nhỏ với đường kính không lớn hơn 0,007 inch ( 1/5 mm), nhưng chúng giống với kim cương tự nhiên một cách đáng ngạc nhiên.

Các nhà nghiên cứu cho biết cả hai đều có hình bát diện và một lượng nhỏ các nguyên tố và hợp chất khác, bao gồm hàm lượng nitơ tương đối cao và các thể vùi silicat-cacbonat, còn được gọi là "vết bớt" của kim cương.

Những thí nghiệm này đã chứng minh rằng điện trường cục bộ đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành kim cương trong lớp phủ của Trái đất. Theo tạp chí Chemistry World, điện áp cục bộ này có thể được tạo ra bởi đá tan chảy và chất lỏng trong lớp phủ có độ dẫn điện cao, nhưng vẫn chưa rõ cường độ cụ thể của các trường điện này.

Yen Kim  (Theo Livescience)