Минералът доломит, който е съставен от структурирани слоеве от калциев и магнезиев карбонат, играе решаваща роля в създаването на известни геоложки забележителности като Доломитните планини в Италия, Ниагарския склон в Северна Америка и Белите скали на Дувър в Обединеното кралство . Учените се питат как се образува доломитът в продължение на много години. Най-накрая успяха да го открият.
В тази статия ще ви дадем всички подробности за това как се образува доломитът и какви изследвания са довели до откриването на споменатата формация.
ключови характеристики
Доломитът е минерал, който принадлежи към групата на карбонатите, като основният му химичен състав се състои от калциев и магнезиев карбонат (CaMg(CO3)2). Този камък, който често се среща в природата под формата на седиментни скали, се отличава с няколко забележителни характеристики.
На първо място, Доломитът показва твърдост, която варира между 3,5 и 4 по скалата на Моос, което го поставя на междинно място по отношение на износоустойчивостта. Външният му вид може да варира от безцветен до бял, през сиви, розови, зелени или кафяви тонове, което му придава разнообразие от цветове, което го прави ценен в декоративни и строителни приложения.
Отличителна черта на доломита е способността му да реагира със слаби киселини, като лимонена киселина или разредена солна киселина, освобождавайки въглероден диоксид в процеса. Това свойство, известно като ефервесценция, е практичен начин за идентифициране на наличието на доломит в проба.
Доломитът е признат за своята геоложка връзка със седиментни скали, особено във формации, богати на калций и магнезий. Образуването им се случва в морска, езерна и диагенетична среда, често в резултат на химическа промяна на съществуващи калциеви карбонатни минерали.
Как се образува доломитът
През последните два века учените бяха объркани от широко разпространеното присъствие на това вещество на много места, въпреки виртуалното му отсъствие в последните образувания и невъзможността да се възпроизведе в контролирана лаборатория. Пробивът обаче е на хоризонта.
„Проблемът с доломита“ възниква от смущаващото противоречие между обилното присъствие на доломит в древните отлагания и неспособността му да се образува в настоящите среди, както в естествена среда, така и в контролирани лабораторни условия.
Първоначалното вярване около образуването на доломит е, че това се е случило в резултат на изпаряването на солена вода, която произвежда концентриран разтвор, съдържащ калциев и магнезиев карбонат. Тази хипотеза обаче беше опровергана, когато опитите за пресъздаване на този процес в лаборатория се провалиха.
Нова хипотеза за това как се образува доломитът
Учени от университета в Мичиган и университета Хокайдо предложиха нова теория за разкриване на мистерията на формирането на планините с помощта на доломит. Според тази теория, Ключът е в периодичното разтваряне на доломита.
Въпреки многобройните опити на учени от първоначалното му идентифициране през 1791 г. от Déodat de Dolomieu, този минерал е избегнал успешното култивиране в лабораторни среди, които имитират неговите предполагаеми естествени условия на образуване.
В процеса на образуване на минерали във водата, Атомите обикновено са подредени систематично по протежение на разширяващата се граница на кристала. В случая на доломит, тази граница е съставена от редуващи се редове калций и магнезий. Въпреки това, има случаи, когато тези редове не се подреждат по организиран начин, което води до несъвършенства в кристалната структура. Тези несъвършенства предотвратяват растежа на доломита, като възпрепятстват образуването на последващи слоеве.
В случай, че средата, в която е създаден този конкретен минерал, претърпи промени в температурата или солеността, като тези, които се случват в крайбрежните зони или лагуни, процесът на поръчка се ускорява значително. Тези колебания играят решаваща роля в подреждането на калциевите и магнезиевите редици в периферията на доломитния кристал.
Причината за това е, че тези вариации променят способността на водата да разтваря калциеви и магнезиеви йони. Когато разтворимостта на един йон се увеличи, той става по-разтворим във вода, докато когато намалее, той има по-голяма склонност да се утаява в стъкло.
Ускореното развитие на доломитните слоеве се улеснява от честото измиване. Водата, подобно на дъжд или приливни цикли, отнася калциеви и магнезиеви йони, които са били изместени в кристалната структура.
С течение на годините многократното изчистване на тези несъвършенства води до създаването на слой от доломит, който в геологично време допринася за формирането на планината. Понастоящем образуването на доломит се среща в ограничен брой области, които изпитват периодични наводнения, последвани от изсушаване. Това е в съответствие с хипотезата, че колебанията на температурата или солеността са от съществено значение за развитието на доломита.
Експериментирайте в контролирана лабораторна среда
За да потвърдят хипотезата, учените успешно отглеждат доломит в контролирана лабораторна среда. Въвеждайки малък кристал от доломит като катализатор за образуването на допълнителни кристали, те го потапят в разтвор на калций и магнезий. Използвайки лъч от електрони, Те симулираха циклични условия, като подложиха стъклото на приблизително 4.000 удара за период от два часа.
При използване на лъч разтворът се разделя, което води до създаването на киселина, която премахва крехките петна и защитава по-силните. Свободните места в кристалната структура бързо се заемат от магнезиеви и калциеви атоми, които се утаяват от разтвора и се организират в основните редици от атоми, необходими за образуването на доломит.
В доломитния кристал имаше забележимо увеличение от около 100 нанометра, приблизително 250.000 XNUMX пъти по-малък от размера на монета. Досега само максимум пет слоя доломит бяха постигнати в лабораторна среда, което прави създаването на приблизително 300 слоя наистина необикновено.
Реализацията на приблизително 300 слоя доломит в лабораторни среди далеч надхвърля предишното ограничение от само пет слоя. Това предложено решение на пъзела не само предоставя нова перспектива, но Той също така представя иновативен метод за проектиране и производство на кристални вещества. Тези вещества имат голяма полза в съвременни области като полупроводници, слънчеви панели, батерии и други технологични области.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това как се образува доломитът и неговите характеристики.