Antes de que los diamantes puedan comenzar a crecer bajo tierra en el manto de la Tierra, necesitan un pequeño golpe de un campo eléctrico, según un nuevo estudio.
En experimentos de laboratorio, los científicos imitaron las condiciones en el manto, la capa justo debajo De la tierra corteza, y descubrió que los diamantes solo crecían cuando se exponen a un campo eléctrico incluso débil de aproximadamente 1 voltio, según el estudio, publicado en línea el 20 de enero en la revista Avances en la ciencia.
«Nuestros resultados muestran claramente que los campos eléctricos deben considerarse un factor adicional importante que influye en la cristalización de los diamantes», dijo el investigador principal del estudio, Yuri Palyanov, especialista en diamantes del Instituto de Geología y Mineralogía VS Sobolev. Universidad de Siberia de la Academia de Ciencias de Rusia y la Universidad Estatal de Novosibirsk, dijo en un comunicado.
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Los diamantes están hechos de carbón átomos alineados en una estructura cristalina particular. Se forman a más de 90 millas (150 kilómetros) por debajo de la superficie de la tierra, donde las presiones alcanzan varios gigapascales y las temperaturas pueden elevarse hasta 2.732 grados Fahrenheit (1.500 grados Celsius). Pero muchos factores detrás del «nacimiento» de esta joya, apreciada por su refinada belleza y extrema dureza, son un misterio; luego, un equipo de científicos rusos y alemanes examinó un factor en particular: los campos eléctricos subterráneos.
Los investigadores reunieron los ingredientes iniciales necesarios para crear un diamante: polvos de carbonato y silicato de carbonato ricos en flujos de carbonato abundantes en el manto. Pusieron estos polvos en un manto artificial en su laboratorio y los sometieron a presiones de hasta 7.5 gigapascales y temperaturas de hasta 2.912 F (1.600 C) y campos eléctricos alimentados por electrodos que van desde 0.4 a 1 voltio. Después de períodos variables que duraron hasta 40 horas, se formaron diamantes (y su primo más blando a base de carbono, el grafito), pero solo cuando los investigadores establecieron un campo eléctrico de alrededor de 1 voltio, que es más débil que la mayoría de las baterías domésticas.
Además, los diamantes y el grafito se formaron solo en el cátodo, que es la parte negativa del campo eléctrico. Este punto proporciona los electrones para iniciar un proceso químico, principalmente, para que algunos compuestos de carbono-oxígeno en los carbonatos puedan experimentar una serie de reacciones para convertirse en dióxido de carbono y, finalmente, en los átomos de carbono que pueden formar un diamante.
Los diamantes sintéticos eran pequeños, con diámetros de no más de 0,007 pulgadas (200 micrómetros o un quinto de milímetro), pero eran sorprendentemente similares a los diamantes naturales: ambos tienen una forma octaédrica y pequeñas cantidades de otros elementos y compuestos, incluidos relativamente altos nitrógeno contenido e inclusiones de carbonato de silicato, también conocidas como «marcas de nacimiento» o imperfecciones de los diamantes, dijeron los investigadores.
Estos experimentos sugieren que los campos eléctricos locales juegan un papel vital en la formación de diamantes en el manto de la Tierra, dijeron los investigadores. Este voltaje local es probablemente creado por la fusión de rocas y fluidos en el manto que tienen alta conductividad eléctrica, pero no está claro qué tan fuertes son estos campos eléctricos. Informe mundial de química.
«Nuestro enfoque es interesante para el desarrollo de nuevos métodos para la producción de diamantes y otros materiales de carbono con propiedades especiales», Palyanov dijo en otro comunicado.
Publicado originalmente en LiveScience.
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