Ziemskie i kosmiczne diamenty

Nie tylko zasoby węgla, ropy naftowej czy gazu kurczą się przy stale rosnącym popycie. Z dnia na dzień maleją również złoża diamentów, niepokojąc jubilerów, a tym bardziej konsumentów. Czy nowych źródeł najszlachetniejszych spośród kamieni szlachetnych trzeba będzie szukać gdzieś poza naszą planetą? Z raportu Bain & Company i Światowego Centrum Obrotu Diamentami w Antwerpii wynika, że w 2018 r. zacznie na świecie brakować diamentów. Jak to możliwe? Otóż popyt w Chinach, Indiach i USA rośnie tak szybko, że złoża diamentów mogą się wyczerpać.

Eksperci szacują, że do 2017r. rynek diamentów powinien być stabilny, od 2018r. zmniejszy się wydobycie na skutek wyczerpywania się złóż. Firmy wydobywcze już opracowują strategie uwzględniające spadek wydobycia i rentowność kopalni.

Z sytuacji mogą być zadowolone firmy jubilerskie, które korzystając ze zmniejszającej się podaży będą mogły podnosić ceny. Równocześnie, będą musiały się zmagać ze spadkiem wydobycia diamentów, który spowoduje utrudnienia w nieprzerwanym dostępie do surowca. Wyzwaniem będzie zapewnienie dostaw brylantów w rozmiarach, kształtach i kolorach dopasowanych do linii produkcyjnych. Stąd też coraz częstsze zakupy aktywów górniczych przez firmy jubilerskie.

Popyt ciągle rośnie

Prognozy eksperckie wskazują na stałą tendencję wzrostową popytu na diamenty. Przez najbliższe 10 lat zakłada się 2-5% wzrost w skali roku. Wahania na krzywej cen diamentów od czasu kryzysu ekonomicznego z 2008r. były duże. Ceny obniżyły się w 2008 i 2009r. a następnie wzrosły do rekordowych wartości w latach 2010-2011. Od 2008 r. ceny diamentów wzrosły o 13 % i obecniesą wyższe niż przed kryzysem.

W Angoli, RPA, Botswanie, Namibii i Ghanie znajdują się największe złoża diamentów, mniejsze, ale nadal istotne ilości wydobywa się w Rosji, Australii i Kanadzie. Firmy ALROSA, BHP Billiton, De Beers, Harry Winston Diamondi Rio Tinto posiadają około 80% wartego 72,1 mld. USD rynku diamentów. Koszt wydobycia surowca sięga 14,8 mld. EURO. Największe zyski czerpią sprzedawcy końcowi i producenci biżuterii z diamentami.

Nadzieja w kosmosie

Kurczące się złoża diamentów są kwestią ziemskiej perspektywy. Spojrzenie w kosmos może odmienić negatywne nastawienie. Jedynie 870 lat świetlnych od Ziemi znajduje się biały karzeł o nazwie PSR J2222. Co czyni go niezwykle interesującym? Po pierwsze, wraz z towarzyszącym mu pulsarem tworzy pierwszą znaną parę pulsar – biały karzeł. Po drugie, co ważniejsze z punktu ziemskiego punktu widzenia, biały karzeł jest tak zimny, że zawarty w nim węgiel skrystalizował się, tworząc gigantyczny diament w przestrzeni kosmicznej.

Pulsar z pary PSR J2222 jest jednym z najbliższych ziemi. Prawdopodobne jest rówieśnikiem naszej Drogi Mlecznej, co daje mu wiek około 11 miliardów lat. Biały karzeł to bardzo stara i bardzo zimna gwiazda, w której zatrzymały się reakcje jądrowe, i która zapadła się grawitacyjnie pod swoim ciężarem. Przez to, że składa się ona głównie z tlenu i węgla – pod wpływem ciśnienia węgiel ten uległ krystalizacji i powstał diament wielkości Ziemi, ważący 1.05 razy tyle co nasze Słońce.

Prace nad projektem załogowej misji na Marsa trwają od lat i jeśli wszystko ułoży się pomyślnie około 2030r. pierwsi ludzie polecą na czerwoną planetę. Porównując jednak odległości od Ziemi, do Marsa mamy zaledwie 4 min. 21 sek. świetlnych, podczas gdy gigantyczny diament to wyprawa na odległość 870 lat świetlnych.

iStock_000040805190XXXLarge
Biały karzeł

Diament a planety

Póki gigantyczne diamenty w kosmosie nie są osiągalne dla ludzkości, naukowcy postanowili zrobić użytek z naszych, ziemskich diamentów, aby lepiej przyjrzeć się planetom. 

Największy na świecie laser, służący do badań syntezy jądrowej, wykorzystuje się również do „kruszenia” diamentów, w celu badania powstawania i rozwoju planet. Przy użyciu lasera naukowcy są w stanie wytworzyć ciśnienie znacznie większe niż na Ziemi. Obserwacja diamentu poddanego tak wysokiemu ciśnieniu pomaga zrozumieć procesy zachodzące głęboko wewnątrz planet – olbrzymów. 

Jowisz i Saturn – gazowe planety olbrzymy, posiadają atmosfery zawierające węgiel. Modelowanie chemiczne wskazuje, że ciśnieniew głębi planety miażdży go i prawdopodobnie tworzy kawałki diamentu. Do tej pory naukowcy nie posiadali narzędzi umożliwiających symulację podobnego zjawiska. Teraz jest to możliwe. Korzystając z 176 laserów (ze 192 będących na wyposażeniu) National Ignition Facility (Narodowego Zakładu Zapłonu) znajdującego się w Livermore, w stanie Kalifornia, zespół Raya Smitha bombardował mały fragment diamentu. Zadanie było niezwykle trudne, ponieważ zbyt szybka kompresja wywołałaby natychmiastowy wzrost temperatury i stopienie diamentu w płynny węgiel, aby temu zapobiec naukowcy zastosowali technikę używaną wcześniej przy badaniach nad syntezą jądrową.

Diament umieszczono wewnątrz małego cylindra wykonanego ze złota. Następnie precyzyjnie planowane impulsy laserowe wpuszczono wewnątrz cylindra. Pod wpływem laserowych impulsów złoto zaczęło emitować lawinę promieni rentgenowskich, które bombardowały kamień, powodując potężne fale kompresji wewnątrz niego. Eksperyment trwał zaledwie około 20 nanosekund, ale na tyle wolno, aby nie stopić kamienia.
W ciągu tego krótkiego czasu, diament był poddany ciśnieniu do 5 terapaskali, czyli około 50 milionów razy większemu niż wynosi ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Ziemi, 14 razy większemu niż panujące w jądrze Ziemi i zbliżonemu do ciśnienia w jądrze Saturna. Wyniki obserwacji posłużą naniesieniu poprawek w modelach budowy gazowych olbrzymów w Układzie Słonecznym oraz nowo odkrytych egzoplanet.

laser 2
Zdjęcie lasera ze strony www.llnl.gov

Co się stało z diamentem?

Gigantyczna energia lasera zamieniła diament w proch, ale przed zniszczeniem minerału naukowcy z powodzeniem zmierzyli gęstość podczas wzrostu ciśnienia.W ułamek sekundy jego gęstość wzrosła prawie czterokrotnie (z 3,25 do 12,03 gęstości wody), tym samym przekroczył gęstość ołowiu.

Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, dalekich od tych, które panują wewnątrz planet olbrzymów, a których tworzenie zajmuje miliony lat w porównaniu do nanosekund eksperymentu. Fizycy uwzględniając wspomniane różnice tonują entuzjastyczne nastawienie do wyników badań, równocześnie zgadzają się, że obrana droga zapowiada się interesująco na przyszłość.

Wojciech Piróg

Źródła:
PAP, www.bankier.pl

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *