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[Science]시커먼 흑연 값비싼 보석으로

《 반짝반짝 빛나는 다이아몬드. 사람들은 손톱 크기의 다이아몬드에도 수억 원을 들일 정도로 이를 갖고 싶어 한다. 최근 중국 홍콩에서 열린 경매에서 약 60캐럿(1캐럿은 200㎎)의 분홍색 다이아몬드 ‘핑크 스타’가 804억 원에 팔린 것. 지금껏 경매에서 팔렸던 다이아몬드 중에서 가장 높은 가격이다. 다이아몬드 광산을 차지하기 위해 시에라리온, 라이베리아, 앙골라 등 아프리카 곳곳에서는 전쟁이 발생하기도 했다. 정부군과 반군(반란을 일으키는 군대)이 1990년대에 10여 년간 끔찍한 내전(한 나라에서 일어나는 전쟁)을 일으켰다.

이토록 사람들이 열광하는 다이아몬드는 어떻게 만들어지는 걸까? 》

 

분홍색 다이아몬드 ‘핑크 스타’. 홍콩=AP뉴시스
 
 

연필심과 형제 사이

 

다이아몬드는 연필심에 쓰이는 흑연과 형제 사이다. 두 물질 모두 탄소로 이뤄진다. 탄소의 원자가 어떻게 배열되어 있느냐에 따라 다이아몬드 혹은 흑연이 된다.

 

다이아몬드를 구성하는 탄소는 원자 1개에 다른 탄소 원자 4개가 결합된 구조를 가진다. 탄소 원자 하나에 4개의 팔이 각각 90도를 이루며 달려 있고, 이 팔에 각각 원자 1개가 달려 있는 셈. 이런 구조의 탄소가 계속 붙어 배열됨으로써 그물처럼 치밀한 구조를 만든다. 다이아몬드가 잘 깨지지 않는 이유다.

 

일러스트 임성훈
 
 

한편 흑연을 구성하는 탄소는 원자 하나를 둘러싸고 다른 탄소 원자 3개가 각각 120도를 이루며 결합한 형태. 이런 배열의 탄소가 계속 이어져 원자끼리 육각형 모양을 이루며 얇은 판과 같은 결합 구조를 만든다. 판과 판은 매우 약하게 결합돼 있어 흑연은 쉽게 깨진다.

 

다이아몬드는 흑연으로부터 만들어진다. 땅 속의 흑연이 최소 지하 150㎞ 깊이에서 매우 높은 온도와 압력을 받으면서 탄소의 결합 구조가 바뀌는 것.

 

이렇게 만들어진 다이아몬드는 쉽게 깨지지 않고 변하지도 않아 예로부터 ‘절대 변하지 않는 사랑’이라는 의미를 갖게 됐다. 사랑의 증표로 다이아몬드 반지, 목걸이가 쓰이는 이유다.

 

파란색 다이아몬드 ‘블루문’(위쪽)과 초록색 다이아몬드. 포브스·소더비 제공
 
 

알록달록 다이아몬드

 

다이아몬드가 모두 투명한 것만은 아니다. 최근 경매에서 가장 비싸게 팔렸던 다이아몬드처럼 색깔을 가진 다이아몬드도 있다. 이런 다이아몬드를 ‘팬시 다이아몬드’라고 하며 색깔이 진할수록 그 가치는 더 높아진다. 투명한 다이아몬드는 거의 탄소로만 이뤄진 반면, 팬시 다이아몬드는 생성 과정에서 약간의 불순물이 섞이거나 구성하는 물질의 구조가 바뀌면서 다양한 색을 띠게 된다.

 

노란색이나 주황색을 띠는 다이아몬드는 다이아몬드가 만들어질 때 탄소 외에 ‘질소’가 불순물로 섞이면 생성된다. 반면 파란색 다이아몬드는 ‘붕소’가 섞이면 만들어진다. 가장 희귀한 팬시 다이아몬드인 초록색 다이아몬드는 다이아몬드가 만들어질 때 땅 속에서 나오는 방사능에 노출되면 방사능에 의해 초록색을 띠게 된다.

 

분홍색 다이아몬드가 만들어진 원리는 아직 명확히 밝혀지진 않았다. 다만 땅 속에서 화산활동 등 지구에서 오는 어마어마한 충격으로 인해 다이아몬드의 원자 구조가 변해 분홍색을 띠게 됐다는 추측만 나오고 있다.

 

▶김지영 기자 superj06@donga.com

 

 

      
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2017.04.25 21:55:35 입력

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