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黃金和鑽石哪個更稀有?是怎麼形成的?

黃金和鑽石哪個更稀有?是怎麼形成的?

鑽石是永恆的,黃金是珍貴的,但哪一種更稀有?這種稀有與我們在珠寶店看到的價格有什麼關係嗎?事實證明,答案並不像你想像的那樣「明確」。地球科學家、麻省理工學院教授烏爾里希·福爾(Ulrich Faul)說:金是一種重金屬,是地球上較為稀有的元素之一,是中子星碰撞時形成的。地球科學教授、加拿大新斯科舍省哈利法克斯達爾豪西大學高壓地質研究實驗室聯合主任亞娜·費多查克說:在地球形成過程中,最重的元素被吸引到地核,這意味著在地殼附近很難找到大量的黃金。

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博科園-科學科普:可以在低濃度下找到,存在於地殼中各種各樣的岩石中,但要形成礦床,就必須達到一定的集中度,使採礦在經濟上可行。地殼中黃金的平均濃度「非常非常低」,為十億分之四。為了生產出任何可能具有市場價值的可開採的黃金集中度,黃金礦床的集中度必須高出1250倍。另一方面,鑽石是一種非常常見的元素——碳——的高壓形式。

以其非受壓的形式,它被稱為石墨——鉛筆里的東西。與黃金相比,地殼中碳的平均濃度約為十億分之二十。因此鑽石的稀有與它們的基本組成沒有什麼關係;更確切地說,將碳轉化成鑽石是一個極其艱難(而且很少成功)的過程。鑽石只能在地幔中產生,然後以某種方式被帶到地表,或者它們可以在隕石撞擊時形成(地幔是地殼下面的一層地球)。在地幔深處形成的鑽石可能是由深層岩漿拉上來的,也可能是在深山生長過程中深層岩石緩慢抬升過程中推上去的。

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但在緩慢的抬升過程中,鑽石會被石墨化,永遠不會以寶石的形式出現在表面。鑽石形成所需的公式取決於深度、溫度和壓力:碳埋至少93英里(150公里)在地球表面,加熱到2200華氏度(1204攝氏度)的壓力大約725000磅每平方英寸(50億帕斯卡),然後迅速由火山爆發為表面冷卻。這個特殊的過程使天然的、可開採的鑽石比黃金稀有。但就其基本形式而言,黃金顯然比鑽石稀有得多。

畢竟碳是地球上最豐富的元素之一,尤其是與更重的金屬(如金)相比——而鑽石就是在巨大壓力下由碳構成的。人造鑽石的發明使問題更加複雜,科學家們可以在實驗室里重新創造將石墨轉化為鑽石所需的條件(不需要火山爆發)但同樣的條件並不適用於黃金(遺憾的是,鍊金術仍然是一門偽科學)。

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據鑽石設計師里塔尼(Ritani)說,儘管人造鑽石與天然鑽石的成分相同,但人造鑽石在市場上的售價通常要低30%,因為它們不被認為有價值。但是,僅僅是實驗室製造的鑽石存在就使得這些寶石比我們想像的更常見嗎?福爾認為確實如此,在一開始,一定尺寸以下的鑽石就不值得開採。誰想買一顆需要放大鏡才能看到的鑽石?黃金比大鑽石更豐富,但鑽石作為一種材料並不特別稀有。

博科園-科學科普|文:Joanna Fantozzi?Live Science

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