Минерални доломит, који се састоји од структурираних слојева калцијум и магнезијум карбоната, игра пресудну улогу у стварању познатих геолошких знаменитости као што су Доломите у Италији, Нијагарино стрмино у Северној Америци и Беле литице Довера у Уједињеном Краљевству. . Научници су се питали како настаје доломит Дуги низ година. Коначно су успели да га открију.
У овом чланку ћемо вам дати све детаље о томе како настаје доломит и које су студије довеле до открића те формације.
Главне карактеристике
Доломит је минерал који припада групи карбоната, а његов основни хемијски састав чине калцијум и магнезијум карбонат (ЦаМг(ЦО3)2). Овај камен, који се у природи често налази у облику седиментних стена, одликује се неколико значајних карактеристика.
Прво, Доломит показује тврдоћу која варира између 3,5 и 4 на Мохсовој скали, што га поставља у средњи положај по отпорности на хабање. Његов изглед може варирати од безбојног до белог, преко сивих, розе, зелених или смеђих тонова, што му даје разноликост боја које га чини цењеним у украсним и грађевинским апликацијама.
Посебност доломита је његова способност да реагује са слабим киселинама, као што је лимунска киселина или разблажена хлороводонична киселина, ослобађајући угљен диоксид у процесу. Ово својство, познато као ефервесценција, је практичан начин да се идентификује присуство доломита у узорку.
Доломит је познат по својој геолошкој повезаности са седиментним стенама, посебно у формацијама богатим калцијумом и магнезијумом. Њихово формирање се дешава у морским, језерским и дијагенетским срединама, често као резултат хемијских промена већ постојећих минерала калцијум карбоната.
Како настаје доломит
Током протекла два века, научници су били збуњени раширеним присуством ове супстанце на бројним локацијама, упркос њеном практичном одсуству у недавним формацијама и немогућности да се реплицира у контролисаној лабораторији. Ипак, на помолу је искорак.
„Проблем доломита“ произилази из забрињавајуће контрадикције између обилног присуства доломита у древним наслагама и његове неспособности да се формира у садашњим срединама, како у природним срединама тако иу контролисаним лабораторијским условима.
Првобитно веровање око формирања доломита било је да је настало као резултат испаравања слане воде, која је произвела концентровани раствор који садржи калцијум и магнезијум карбонат. Међутим, ова хипотеза је оповргнута када су покушаји да се овај процес поново створи у лабораторији пропали.
Нова хипотеза о томе како настаје доломит
Научници са Универзитета у Мичигену и Универзитета Хокаидо предложили су нову теорију за разоткривање мистерије формирања планина помоћу доломита. Према овој теорији, Кључ је у периодичном растварању доломита.
Упркос бројним покушајима научника од његовог првобитног идентификације 1791. од стране Деодата де Доломиеуа, овај минерал је избегао успешну култивацију у лабораторијским срединама које опонашају његове наводне природне услове формирања.
У процесу стварања минерала у води, Атоми су обично систематски распоређени дуж ширеће границе кристала. У случају доломита, ову границу чине наизменични редови калцијума и магнезијума. Међутим, постоје случајеви када се ови редови не поравнају на организован начин, што доводи до несавршености унутар кристалне структуре. Ове несавршености спречавају раст доломита ометајући формирање наредних слојева.
У случају да средина у којој настаје овај минерал претрпи промене у температури или салинитету, као што су оне које се јављају у приобалним подручјима или лагунама, процес наручивања се знатно убрзава. Ове флуктуације играју кључну улогу у поравнању редова калцијума и магнезијума на периферији кристала доломита.
Разлог за то је што ове варијације модификују способност воде да раствара јоне калцијума и магнезијума. Када се растворљивост јона повећа, он постаје растворљивији у води, док када се смањи, има већу тенденцију таложења у стаклу.
Убрзани развој доломитних слојева је олакшан честим прањем. Вода, попут кише или циклуса плиме, односи јоне калцијума и магнезијума који су измештени унутар кристалне структуре.
Током година, поновљено чишћење ових несавршености резултира стварањем слоја доломита који, током геолошког времена, доприноси формирању планина. Тренутно се формирање доломита дешава у ограниченом броју области које доживљавају повремене поплаве праћене исушивањем. Ово је у складу са хипотезом да су флуктуације температуре или салинитета битне за развој доломита.
Експериментишите у контролисаном лабораторијском окружењу
Да би потврдили хипотезу, научници су успешно узгајали доломит у контролисаном лабораторијском окружењу. Уводећи мали кристал доломита као катализатор за формирање додатних кристала, потопили су га у раствор калцијума и магнезијума. Користећи сноп електрона, Они су симулирали цикличне услове подвргавајући стакло приближно 4.000 удараца у периоду од два сата.
Када користите греду, раствор се цепа, што резултира стварањем киселине која уклања крхке тачке и штити јаче. Слободна места унутар кристалне структуре брзо се заузимају атомима магнезијума и калцијума, који се таложе из раствора и организују у битне редове атома неопходних за формирање доломита.
У кристалу доломита дошло је до значајног повећања од око 100 нанометара, отприлике 250.000 пута мањи од величине новчића. До сада је у лабораторијском окружењу постигнуто само пет слојева доломита, што стварање приближно 300 слојева чини заиста изванредним.
Реализација приближно 300 слојева доломита у лабораторијским окружењима далеко превазилази претходно ограничење од само пет слојева. Ово предложено решење загонетке не само да пружа нову перспективу, већ Такође представља иновативну методу за инжењеринг и производњу кристалних супстанци. Ове супстанце су веома корисне у савременим областима као што су полупроводници, соларни панели, батерије и други технолошки домени.
Надам се да са овим информацијама можете сазнати више о томе како настаје доломит и његовим карактеристикама.