مما يتكون الماس
الماس هو تكوين كربوني بلوري يتشكل تحت سطح الأرض على مدى ملايين أو مليارات السنين بظروف حرارة وضغط مثالية، ثم يتم تحميل الماس إلى السطح خلال أحداث طبيعية مثل الانفجارات البركانية واستخراجه من باطن الأرض
كيف يصنع الماس
توجد طبقة تسمى الوشاح في عمق 100 ميل في باطن الأرض، وتفصل بين المظهر الخارجي للأرض ولبها المنصهر، وتم صنع الماس في هذه الطبقة عند درجة حرارة تتجاوز 2000 درجة فهرنهايت وضغط يصل إلى 725 ألف جنيه لكل بوصة مربعة.
تجمعت الحرارة والضغط الشديدين في الواقع لتشكل الجرافيت المعدل، وهو عبارة عن كربون بلوري على المستوى الذري، وتحدث إعادة ترتيب في التركيب الجزيئي للجرافيت من نمط ورقة سداسية إلى شكل مثلث، مما أدى إلى تشكيل الماس.
من حسن حظنا، لدى الطبيعة أيضا طريقة لنقل المعادن القيمة من عمق الأرض إلى السطح وهي الأنابيب البركانية، حيث تنطلق البراكين العميقة ثلاث مرات من عمق البراكين التقليدية، وتؤدي المستويات العالية من المغنيسيوم وثاني أكسيد الكربون إلى دفع الصهارة نحو السطح، مما يؤدي إلى انفجار عنيف. وعادة ما يتم استخراج الماس من خلال أنابيب الكمبرلايت، التي تشكل ثقبا على شكل وعاء في الأرض بعد ثوران البركان، وعند استخراج مواقع الكمبرلايت، يوجد أيضا أحجار كريمة وشبه كريمة ثمينة مثل العقيق والزبرجد.
مصادر الماس الأخرى
يمكن أن يتشكل الماس نتيجة تصادم بين الأرض وكويكب، وتدعي روسيا أن لديها وديعة من الماس ناشئة عن اصطدام قبل 35 مليون سنة. ومع ذلك، فمن غير المرجح أن يكون الماس الذي تم إنشاؤه خلال هذا الاصطدام الكوني من نوعية الأحجار الكريمة، ومع ذلك يظل قويا ومن الممكن استخدامه في القطع أو لأغراض صناعية أخرى، على سبيل المثال إنتاج الزجاج الذي ينتج عندما يضرب البرق الرمال. وبالنسبة للألماس الذي ينتج عن تأثيرات الكويكبات، فهو بعيد كل البعد عن معايير القطع واللون والوضوح المطلوبة لخواتم الخطوبة التقليدية
ومن المعروف أيضا أن النيازك تحمل الماس، وذلك بسبب وفرة الكربون، الذي هو رابع أكثر العناصر وفرة في الكون. لذلك، ليس من مفاجأة أن تحتوي النيازك على الماس. عندما اكتشف العلماء أثرا نيزكيا لأول مرة، لم يفاجئهم وجود الماس، ولكنهم صدموا بحجم الماس. اقترح العلماء أن الماس بهذا الحجم لا يمكن أن يتشكل إلا داخل كوكب، مما يشير إلى أن هذه الماسات قد تكون من كوكب تم تدميره في وقت مبكر من تاريخ نظامنا الشمسي.
مما يتكون الماس الملون
عادة، يكون الماس عديم اللون وهو النوع الأكثر قيمة. ومع ذلك، يمكن أن يكون للماس لون نتيجة للتلوث المعدني أو تشوه الشبكة. على سبيل المثال، ينتج الماس الأسود بسبب تلوثه بالجرافيت، وينتج الماس الأحمر بسبب تشوهه بالبلاستيك، وينتج الماس الأرجواني بسبب تشوهه بالبلاستيك وتلوثه بالهيدروجين، وينتج الماس الوردي بسبب تشوهه بالبلاستيك، وينتج الماس البني والأصفر والبرتقالي والأزرق بسبب التلوث بالنيتروجين.
الوقت التي يستغرق لتكوين الماس
كانت هناك محاولات لتحديد تاريخ تشويهات في أجزاء مختلفة من الماس، ولكن هذه المحاولات فشلت إلى حد كبير. قد يتشكل الماس خلال فترات زمنية قصيرة مثل الأيام والأسابيع والشهور إلى ملايين السنين عادة، على غرار العديد من البلورات التي تنمو على الأرض. فإن عملية نمو الماس ليست مستمرة، ومن الممكن أن يبدأ الماس في النمو ثم يتوقف لسبب ما مثل تغير في الظروف، ودرجة الحرارة، والضغط، ومصدر الكربون، وما إلى ذلك. وقد يظل الماس لملايين، وربما مئات الملايين من السنين، ثم يبدأ في النمو مرة أخرى. ولا تحدث الأشياء دائما بشكل مستمر في طبقات الأرض
دور الكربون في تكوين الماس
الماس مصنوع من الكربون لذلك يتشكل على شكل ذرات كربون تحت ضغط ودرجة حرارة عالية ، يترابطون معًا لبدء نمو البلورات بسبب درجة الحرارة والضغط ، في ظل هذه الظروف ترتبط ذرات الكربون ببعضها البعض في هذا النوع القوي جدًا من الترابط حيث ترتبط كل ذرة كربون بأربع ذرات كربون أخرى ، هذا هو السبب في أن الماس مادة صلبة لأن كل ذرة كربون تشارك في أربعة من هذه الروابط التساهمية القوية جدًا التي تتشكل بين ذرات الكربون ، ونتيجة لذلك تحصل على هذه المادة الصلبة ، عندما تتحرك ذرات الكربون الأخرى في المنطقة المجاورة سوف تلتصق بها هذه هي الطريقة التي تنمو بها أي بلورة ، إنها عملية تثبيت الذرات في مكانها الذي ينتج هذه الشبكة المتكررة ، هيكل ذرات الكربون ، التي تنمو في النهاية بشكل كبير بما يكفي لإنتاج بلورات يمكننا رؤيتها. كل من هذه البلورات كل ماسة قيراط واحد ، تمثل حرفيًا بلايين ومليارات من ذرات الكربون التي يجب أن تثبت جميعها في مكانها لتشكيل هذا الهيكل البلوري المنظم للغاية.
الماس الاصطناعي
تم إنشاء أول ماسة نهائية صنعتها الإنسان في مختبر جنرال إلكتريك عام 1954، وتم إنشاء هذا الماس الاصطناعي الأول من خلال عملية الضغط العالي في درجة الحرارة (HPHT)، حيث يتم تكرار الطبيعة بتسخين بذور الماس بشدة وتطبيق القوة عليها. ويتم تصنيع الماس الصناعي بشكل أكثر شيوعا باستخدام ترسيب البخار الكيميائي (CVD)، حيث يتم تسخين بذور الماس بشدة في البلازما وتنتج الماس على شكل مكعب.
نظرًا لارتفاع تكلفة الماس الطبيعي، طوّر الجيولوجيون طرقًا لإنتاج الماس الصناعي، وفقًا للمتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي، كان الباحثون السويديون والأمريكيون في الخمسينيات القرن الماضي أول من اكتشف كيفية تحويل الجرافيت والحديد المنصهر إلى الماس.
على الرغم من أن الماس الذي يتم إنتاجه في بيئة معملية، يتشكل من خلال عملية مشابهة لتلك التي يتم تشكيلها بشكل طبيعي من الماس، وذلك باستخدام الحرارة الشديدة والضغط على الكربون النقي.
بالنسبة للعين المجردة فإن الماس الصناعي لا يمكن تمييزه بصرياً عن الماس الطبيعي، ولكن غالباً ما يكون سعره أقل بنسبة 15٪ إلى 30٪.
لذلك، عند شراء الماس المشكل بشكل طبيعي، يجب شراء الماس المعتمد لأنه من الصعب جدًا التمييز بين الماس الحقيقي والمصنوع اصطناعيًا .
العوامل المؤثرة على تكوين الماس
عندما نتساءل عن تكوين الماس ونفكر بعمق، نتوقع أن الطبيعة والظروف الجوية والحرارة تؤثر عليه، ويتم تشكيل الماس في جوف الأرض في مكان ما بين 1 و3 مليار سنة، ويتشكل الماس بالحرارة والضغط، ثم يتم نقله إلى سطح الأرض عن طريق الانفجارات البركانية ذات المصدر العميق أو حركة مناطق الاستقطاب التي تصل الماس إلى قاع المحيط، كما يمكن تشكيل الماس من الحرارة والضغط الهائل الناتج عن ضربات الكويكبات، وتكون الظروف المناسبة لتشكيل الألماس على بعد حوالي 100 ميل (160 كيلومتر) تحت الأرض.