Минерал доломит, состоящий из структурированных слоев карбоната кальция и магния, играет решающую роль в создании известных геологических достопримечательностей, таких как Доломитовые горы в Италии, Ниагарский откос в Северной Америке и Белые скалы Дувра в Соединенном Королевстве. . Ученые задаются вопросом как образуется доломит на протяжении многих лет. Им наконец удалось это обнаружить.
В этой статье мы собираемся рассказать вам все подробности о том, как образуется доломит и какие исследования привели к открытию этого образования.
Características principales
Доломит – минерал, относящийся к группе карбонатов, основной химический состав которого состоит из карбонатов кальция и магния (CaMg(CO3)2). Этот камень, часто встречающийся в природе в виде осадочных пород, отличается несколькими примечательными характеристиками.
Во-первых, Доломит имеет твердость от 3,5 до 4 по шкале Мооса., что ставит его на промежуточное положение по стойкости к истиранию. Его внешний вид может варьироваться от бесцветного до белого, серого, розового, зеленого или коричневого тонов, что придает ему разнообразие цветов, что делает его ценным в декоративных и строительных целях.
Отличительной особенностью доломита является его способность реагировать со слабыми кислотами, такие как лимонная кислота или разбавленная соляная кислота, выделяя при этом углекислый газ. Это свойство, известное как вскипание, представляет собой практический способ определить наличие доломита в образце.
Доломит известен своей геологической связью с осадочными породами, особенно с пластами, богатыми кальцием и магнием. Их образование происходит в морской, озерной и диагенетической средах, часто в результате химического изменения ранее существовавших минералов карбоната кальция.
Как образуется доломит
Последние два столетия ученые были озадачены широким распространением этого вещества во многих местах, несмотря на его фактическое отсутствие в недавних образованиях и невозможность воспроизвести его в контролируемой лаборатории. Однако прорыв уже не за горами.
«Проблема доломита» возникает из приводящего в замешательство противоречия между обильным присутствием доломита в древних месторождениях и его неспособностью образовываться в современных условиях.как в естественных условиях, так и в контролируемых лабораторных условиях.
Первоначальное убеждение, связанное с образованием доломита, заключалось в том, что оно произошло в результате испарения соленой воды, в результате чего образовался концентрированный раствор, содержащий карбонаты кальция и магния. Однако эта гипотеза была опровергнута, когда попытки воссоздать этот процесс в лаборатории не увенчались успехом.
Новая гипотеза о том, как образуется доломит
Ученые из Мичиганского университета и Университета Хоккайдо предложили новую теорию, позволяющую разгадать тайну горообразования с помощью доломита. Согласно этой теории, Ключ заключается в периодическом растворении доломита.
Несмотря на многочисленные попытки ученых с момента его первоначального обнаружения в 1791 году Деодатом де Доломье, этот минерал ускользнул от успешного выращивания в лабораторных условиях, имитирующих предполагаемые естественные условия его образования.
В процессе минералообразования в воде Атомы обычно располагаются систематически вдоль расширяющейся границы кристалла. В случае доломита эта граница состоит из чередующихся рядов кальция и магния. Однако бывают случаи, когда эти ряды не выстраиваются организованно, что приводит к несовершенствам кристаллической структуры. Эти несовершенства препятствуют росту доломита, препятствуя образованию последующих слоев.
Если среда, в которой создан этот конкретный минерал, претерпевает изменения температуры или солености, например, те, которые происходят в прибрежных районах или лагунах, процесс упорядочения значительно ускоряется. Эти колебания играют решающую роль в выравнивании рядов кальция и магния на периферии кристалла доломита.
Причина этого в том, что эти изменения изменяют способность воды растворять ионы кальция и магния. Когда растворимость иона увеличивается, он становится более растворимым в воде, а когда она уменьшается, он имеет большую склонность к осаждению в стекле.
Ускоренному развитию пластов доломита способствуют частые промывки. Вода, как дождь или приливы, уносит ионы кальция и магния, которые были перемещены внутри кристаллической структуры.
На протяжении многих лет повторяющаяся расчистка этих несовершенств приводит к созданию слоя доломита, который с течением геологического времени способствует образованию гор. В настоящее время образование доломита происходит на ограниченном числе территорий, которые подвергаются периодическим наводнениям с последующим высыханием. Это согласуется с гипотезой о том, что колебания температуры или солености необходимы для развития доломита.
Экспериментируйте в контролируемой лабораторной среде.
Чтобы проверить гипотезу, ученые успешно вырастили доломит в контролируемой лабораторной среде. Введя небольшой кристалл доломита в качестве катализатора образования дополнительных кристаллов, они погрузили его в раствор кальция и магния. Используя пучок электронов, Они смоделировали циклические условия, подвергнув стекло примерно 4.000 ударам в течение двух часов.
При использовании бруса раствор расщепляется, в результате чего образуется кислота, удаляющая хрупкие пятна и защищающая более сильные. Вакансии внутри кристаллической структуры быстро заполняются атомами магния и кальция, которые выпадают в осадок из раствора и организуются в необходимые ряды атомов, необходимые для образования доломита.
В кристалле доломита произошло заметное увеличение примерно на 100 нанометров. примерно в 250.000 XNUMX раз меньше размера монеты. До сих пор в лабораторных условиях удалось получить максимум пять слоев доломита, что делает создание примерно 300 слоев поистине выдающимся.
Реализация примерно 300 слоев доломита в лабораторных условиях намного превышает предыдущее ограничение в пять слоев. Предлагаемое решение головоломки не только открывает новую перспективу, но и Он также представляет инновационный метод разработки и производства кристаллических веществ. Эти вещества имеют большое применение в современных областях, таких как полупроводники, солнечные панели, батареи и других технологических областях.
Надеюсь, что благодаря этой информации вы сможете больше узнать о том, как образуется доломит и его характеристиках.