Mineralinis dolomitas, sudarytas iš struktūrinių kalcio ir magnio karbonato sluoksnių, atlieka lemiamą vaidmenį kuriant žinomus geologinius orientyrus, tokius kaip Dolomitų kalnai Italijoje, Niagaros atodanga Šiaurės Amerikoje ir Baltosios Doverio uolos Jungtinėje Karalystėje. . Mokslininkai klausė kaip susidaro dolomitas daugelį metų. Jiems pagaliau pavyko tai atrasti.
Šiame straipsnyje mes suteiksime jums visą informaciją apie tai, kaip susidaro dolomitas ir kokie tyrimai leido atrasti šį darinį.
pagrindinės funkcijos
Dolomitas yra mineralas, priklausantis karbonatų grupei, o jo pagrindinė cheminė sudėtis susideda iš kalcio ir magnio karbonato (CaMg(CO3)2). Šis akmuo, kuris gamtoje dažnai randamas nuosėdinių uolienų pavidalu, išsiskiria keliomis išskirtinėmis savybėmis.
Pirma, Dolomito kietumas svyruoja nuo 3,5 iki 4 pagal Moso skalę, dėl kurio jis yra tarpinėje padėtyje, atsižvelgiant į atsparumą dilimui. Jo išvaizda gali skirtis nuo bespalvės iki baltos, iki pilkų, rožinių, žalių ar rudų atspalvių, o tai suteikia spalvų įvairovę, todėl jis vertinamas dekoratyviniuose ir statybose.
Išskirtinis dolomito bruožas yra jo gebėjimas reaguoti su silpnomis rūgštimis, pavyzdžiui, citrinos rūgštis arba praskiesta druskos rūgštis, kurios proceso metu išskiria anglies dioksidą. Ši savybė, žinoma kaip putojimas, yra praktiškas būdas nustatyti dolomito buvimą mėginyje.
Dolomitas yra pripažintas dėl savo geologinio ryšio su nuosėdinėmis uolienomis, ypač dariniuose, kuriuose gausu kalcio ir magnio. Jie susidaro jūros, ežerų ir diagenetinėje aplinkoje, dažnai dėl cheminių jau esamų kalcio karbonato mineralų pakitimų.
Kaip susidaro dolomitas
Pastaruosius du šimtmečius mokslininkus glumino plačiai paplitęs šios medžiagos buvimas daugelyje vietų, nepaisant to, kad jos praktiškai nėra naujausiuose dariniuose ir nesugebėjimo jos atkartoti kontroliuojamoje laboratorijoje. Tačiau proveržis yra horizonte.
„Dolomito problema“ kyla iš nerimą keliančio prieštaravimo tarp gausaus dolomito buvimo senoviniuose telkiniuose ir jo nesugebėjimo susidaryti dabartinėje aplinkoje, tiek natūralioje aplinkoje, tiek kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis.
Pirminis tikėjimas, susijęs su dolomito susidarymu, buvo tas, kad tai įvyko išgaravus sūriam vandeniui, dėl kurio susidaro koncentruotas kalcio ir magnio karbonato tirpalas. Tačiau ši hipotezė buvo paneigta, kai bandymai atkurti šį procesą laboratorijoje žlugo.
Nauja hipotezė apie dolomito formavimąsi
Mičigano universiteto ir Hokaido universitetų mokslininkai pasiūlė naują teoriją, kaip atskleisti kalnų formavimosi paslaptį naudojant dolomitą. Pagal šią teoriją, Svarbiausia yra periodiškas dolomito tirpimas.
Nepaisant daugybės mokslininkų bandymų nuo tada, kai 1791 m. Déodat de Dolomieu pirmą kartą jį identifikavo, šio mineralo nepavyko sėkmingai auginti laboratorinėse aplinkose, kurios imituoja jo tariamas natūralias formavimosi sąlygas.
Mineralų susidarymo vandenyje procese, Atomai paprastai išsidėsto sistemingai palei besiplečiančią kristalo ribą. Dolomito atveju šią ribą sudaro kintamos kalcio ir magnio eilės. Tačiau yra atvejų, kai šios eilutės nesutampa organizuotai, todėl kristalinės struktūros netobulumai. Šie trūkumai neleidžia augti dolomitui, trukdydami formuotis tolesniems sluoksniams.
Tuo atveju, jei aplinka, kurioje yra sukurtas šis konkretus mineralas, kenčia nuo temperatūros ar druskingumo pokyčių, pavyzdžiui, pakrančių zonose ar lagūnose, užsakymo procesas labai paspartėja. Šie svyravimai vaidina lemiamą vaidmenį derinant kalcio ir magnio eilutes dolomito kristalo pakraščiuose.
Taip yra dėl to, kad šie pokyčiai keičia vandens gebėjimą ištirpinti kalcio ir magnio jonus. Didėjant jonų tirpumui, jis labiau tirpsta vandenyje, o mažėjant – labiau linkęs nusodinti stikle.
Paspartinti dolomito sluoksnių vystymąsi palengvina dažnas plovimas. Vanduo, kaip lietus ar potvynių ciklai, išneša kalcio ir magnio jonus, kurie buvo išstumti kristalinėje struktūroje.
Bėgant metams, pakartotinai išvalius šiuos trūkumus, susidaro dolomito sluoksnis, kuris geologiniu laiku prisideda prie kalnų formavimosi. Šiuo metu dolomitas susidaro ribotame skaičiuje vietovių, kuriose periodiškai užlieja potvyniai, o po to išdžiūsta. Tai sutampa su hipoteze, kad temperatūros ar druskingumo svyravimai yra būtini dolomito vystymuisi.
Eksperimentuokite kontroliuojamoje laboratorijos aplinkoje
Norėdami patvirtinti hipotezę, mokslininkai sėkmingai augino dolomitą kontroliuojamoje laboratorijos aplinkoje. Įvesdami nedidelį dolomito kristalą kaip katalizatorių papildomų kristalų susidarymui, jie panardino jį į kalcio ir magnio tirpalą. Naudojant elektronų pluoštą, Jie imitavo cikliškas sąlygas, paveikdami stiklą maždaug 4.000 smūgių per dvi valandas.
Naudojant spindulį, tirpalas skyla, todėl susidaro rūgštis, kuri pašalina trapias dėmes ir apsaugo stipresnes. Kristalinės struktūros laisvas vietas greitai užima magnio ir kalcio atomai, kurie nusėda iš tirpalo ir susiskirsto į esmines atomų eilutes, būtinas dolomitui susidaryti.
Dolomito kristalas pastebimai padidėjo apie 100 nanometrų, maždaug 250.000 XNUMX kartų mažesnė už monetos dydį. Iki šiol laboratorinėje aplinkoje buvo pasiekti tik ne daugiau kaip penki dolomito sluoksniai, todėl maždaug 300 sluoksnių sukūrimas yra tikrai nepaprastas.
Maždaug 300 dolomito sluoksnių realizavimas laboratorinėje aplinkoje gerokai viršija ankstesnį tik penkių sluoksnių apribojimą. Šis pasiūlytas galvosūkio sprendimas ne tik suteikia naują perspektyvą, bet Taip pat pristatomas naujoviškas kristalinių medžiagų projektavimo ir gamybos metodas. Šios medžiagos yra labai naudingos šiuolaikinėse srityse, tokiose kaip puslaidininkiai, saulės baterijos, baterijos ir kitose technologijų srityse.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie dolomito susidarymą ir jo savybes.