ראשי » מדע ומחשבים » מדע » חידושים והמצאות

כיצד נוצרים יהלומים צבעוניים?

יהלומים צבעוניים נוצרים כל יום בתנאי מעבדה, אולם הם גם נוצרים באופן טבעי. גוונים של אדום נוצרים כנראה בגלל שינויים במבנה האלקטרונים של היהלום, חנקן הוא כנראה הסיבה להיווצרות יהלומים צהובים. הגוון הירוק לרוב ניתן הודות לקרינה רדיואקטיבית תת קרקעית בת אלפי שנים

יהלומים נוצרים בערך בעומק של 160 ק"מ מתחת למעטפת העליונה של כדור הארץ. בסביבה עמוקה זו פועלים כוחות פיזקליים קיצוניים של חום ולחץ – התנאים הדרושים ליהלומים להתפתח. ככל הידוע לנו, כל היהלומים שנוצרו באופן טבעי בכדור הארץ, נוצרו בתנאים הללו.

יהלומים עשויים מאטומים של פחמן המתגבשים כאמור בתנאי חום ולחץ קיצוניים. תנאים אלה גורמים לאטומים להיקשר כך שכל אטום פחמן נקשר ל-4 אטומים נוספים – מה שהופך את יהלומים לחומר כל כך קשה.

 

אין באמת איך לדעת כמה זמן לוקח ליהלום להיווצר. אולם רוב התגבשויות הקריסטלים בטבע אינן תהליך רציף. ייתכן שהיהלום יתחיל לגדול (קרי, האטומים של הפחמן יתחילו להיקשר) ואז תהיה הפרעה כלשהי כמו שינוי בלחץ, טמפרטורה, מקור הפחמן או כל שינוי אחר והיהלום יישאר במצבו מיליוני עד מאות מיליוני שנים ואז בשינוי נוסף של התנאים יתחיל לגדול מחדש.

אמנם, ניתן לגדל יהלומים במעבדה ואפשר לשחזר תנאים המזכירים תנאים אמיתיים, אולם ישנם תהליכים בייצור יהלומים במעבדה שאי אפשר לומר בוודאות שאכן מתקיימים בטבע. במעבדה יש זרז (לרוב בצורת מתכת) אך זרזים אלה לא מופיעים ביהלומים הבאים מהמעטפת העליונה של כדור הארץ.

איננו יודעים בני כמה היהלומים הקבורים בבטן האדמה, אולם כנראה שרוב התגבשויות היהלומים התרחשו בשני מיליארד שנות קיומו הראשונות של כדור הארץ. למרות זאת נתגלו מרבצי יהלומים בקימברליטים יחסית צעירים (בני כמה עשרות עד מאות מיליוני שנים בלבד). אין אפשרות לתארך יהלומים אולם נהוג לבחון מינרלים שנכללו בתהליך ההתגבשות כמו פוטסיום, שניתן לתארך רדיואקטיבית. התוצאות לרוב מעידות שיהלומים טבעיים הם לרוב בני מיליארד עד שלוש מיליארד שנים.

 

על מנת לעלות מהמעטפת לקליפת כדור הארץ "נעזרו" היהלומים בהתפרצויות געשיות שהתרחשו במעבה האדמה בתקופות קדומות יותר כשאקלים כדור הארץ היה חם יותר.


- כל התכנים הכי מעניינים - בעמוד הפייסבוק שלנו

התפרצויות האלה דחפו אל עבר קליפת  כדור הארץ במהירות רבה יהלומים קיימים, אולם התפרצויות כאלה לא נראה בעידנים האחרונים. בתום ההתפרצות התגבש החומר הוולקני לקימברליטים שהכיל בתוכו יהלומים המהווים היום את מקור רוב היהלומים הנכרים מכדור הארץ. אילולא היתה ההתפרצות הוולקנית והתגבשות הקימברליט תהליך כה מהיר – ברמת השעות, היו היהלומים הופכים לגרָפִיט.

 

יהלומים צבעוניים נוצרים כל יום בתנאי מעבדה, אולם הם גם נוצרים באופן טבעי. על פי GIA - הרשות המובילה בעולם ליהלומים, אבנים צבעוניות ופנינים, רק יהלום אחד מכל 10,000 הופך לצבעוני והרשות מכירה ב-27 גוונים טבעיים שונים.

אדום נחשב לצבע הנדיר והיקר ביותר. גוונים של אדום נוצרים כנראה בגלל שינויים במבנה האלקטרונים של היהלום בדרכו אל קליפת הכדור, אולם אין יודעים בוודאות איך נוצר יהלום אדום. לעומת זאת, חנקן הוא כנראה הסיבה להיווצרות יהלומים צהובים. הגוון הירוק לרוב ניתן הודות לקרינה רדיואקטיבית תת קרקעית בת אלפי שנים ומכיוון שהגוון מופיע בשכבה החיצונית, חלק מהצבע הירוק הטבעי אובד במהלך הברקת היהלומים.

 

יהלומים צהובים נחשבים ליחסית נפוצים. הגוון נוצר בעקבות הכללה של אטומי חנקן הדומים מאוד לאטומים של פחמן ומחליפים את חלקם בתהליך ההתגבשות. לאורך ההיסטוריה, יהלומים צהובים נחשבו ליחסית נחותים בגלל צבעם. בורון (או בור) הוא יסוד נוסף שדומה במשקלו לפחמן וניתן למצוא שרידים שלו ביהלומים. נוכחות של בורון בשילוב רמות נמוכות של חנקן מעניקות ליהלום צבע כחול. מידת הלחץ המופעל על מבנה היהלום בעת התגבשותו תיצור את הצבע הוורוד.

בניגוד לאופן היווצרות יתר היהלומים, צבעם של יהלומים שחורים אינו קשור לשרידי יסודות אלא לתכלילים קטנים בתוך האבן היוצרים צבע שחור. בגלל תכלילים אלה, הצבע השחור אינו שקוף כמו הצבעים האחרים אלא עמום והם נשברים יותר בקלות מאחיהם השקופים ואינם דבקים בצורה הניתנת לחיזוי – מה שמקשה על חיתוך והברקה ומונע מיהלומים שחורים רבים מלהגיע לשוק התכשיטים ולרוב הם משמשים לשימושים תעשייתיים. אף על פי כן ישנם כמה וכמה יהלומים שחורים מפורסמים (ויקרים).

 

הכותב הינו מייסד חברת היהלומים טוליפ דיימונדס המתמחה ביהלומים צבעוניים וחבר בורסת היהלומים משנת 1986

היכנסו לעמוד הפייסבוק החדש של nrg