Pár diamanty To vytvořilo stovky kilometrů hluboko v Mallovable plášti Země, které obsahují skvrny materiálů, které se tvoří ve zcela protichůdné chemické prostředí – kombinace tak neobvyklá, že vědci si mysleli, že jejich koexistence je „téměř nemožné“. Přítomnost látek poskytuje okno do chemického dění pláště a reakcí, které tvoří diamanty.
Dva vzorky diamantů byly nalezeny v jihoafrickém dole. Stejně jako u mnoha dalších vzácných drahokamů obsahují to, co se nazývají inkluze – malé kousky okolních hornin zachycených jako formy diamantů. Tyto inkluze jsou většinou klenotníků nenáviděny, ale jsou pro vědce vzrušujícím zdrojem informací. To je obzvláště pravda, když Diamanty se tvoří hluboko v nedosažitelném pláštiProtože tyto inkluze nesou v podstatě nerušené na povrchu-jediný způsob, jak tyto minerály mohou zvýšit stovky kilometrů, aniž by byly změněny z původního stavu hlubokého pláště.
Každý z nich dva nové vzorky diamantu obsahují inkluze uhličitanových minerálů, na které jsou bohaté kyslík Atomy (stav známý jako oxidovaný) a slitiny niklové chudé na kyslík (stav známý jako redukovaný, v řeči chemie). Stejně jako to, jak kyselina a základna okamžitě reagují na vytvoření vody a soli, oxidované uhličitanové minerály a redukované kovy dlouho neexistují koexistence. Obvykle inkluze diamantu ukazují jen jednu nebo druhou, takže přítomnost obou zmatků Yaakov Weiss, vedoucího lektora v pozemských vědách na hebrejské univerzitě v Jeruzalémě, a jeho kolegové – natolik, že zpočátku odložili na jeden rok stranou, říká.
Když však reanalyzovali diamanty, vědci si uvědomili, že inkluze zachycují snímek reakce, která způsobila, že šumivé kameny a poprvé potvrzují, že diamanty se mohou vytvořit, když se uhličitanové minerály a snížení kovů v plášti reagují. Nové vzorky jsou poprvé, kdy vědci kdy viděli střed této reakce zachycené v přirozeném diamantu.
„V podstatě jsou to dvě strany (oxidačního) spektra,“ říká Weiss, vedoucí autor nové studie popisující The Find, který byl zveřejněn v pondělí v Geoscience přírody.
Nález má důsledky pro to, co leží v tajemném středu pláště. Když cestujete hlouběji na Zemi, daleko od povrchu, skály a minerály se stále více zmenšují, s méně a méně k dispozici molekuly kyslíku, ale existuje jen málo přímých důkazů o tomto posunu od pláště.
Teoretické výpočty poskytly vědcům představu o tom, jak se planeta přesouvá z oxidovaného na sníženou hloubku. „O této redukci jsme věděli s některými empirickými údaji, se skutečnými vzorky až na možná 200 kilometrů,“ říká Maya Kopylova, profesorka Země, oceánu a atmosférické vědy na University of British Columbia, která nebyla zapojena do nové studie, ale která napsal redakční doprovod. „Co se stalo pod 200 km (bylo) jen náš nápad, naše modely, protože je tak obtížné získat materiály.“ Z této hloubky je jen několik vzorků, řekla.
Tyto nové vzorky, které pocházejí mezi 280 a 470 km pod zemským povrchem, poskytují první reálnou kontrolu faktů o této teoretické chemii pláště. Jedním z nich, říká Weiss, je, že oxidovaný roztavený materiál existuje hlubší, než se očekávalo. Kimberlites, vybuchlé horniny, které přinášejí diamanty na povrchjsou oxidovány, takže si vědci mysleli, že nemohou vzniknout mnohem pod 300 km hloubky. Tato zjištění však naznačují, že oxidované horniny se vyskytují hlouběji než to – a tak by to mohly Kimberlite horniny.
Reakce vytvářející diamant se pravděpodobně vyskytují, když jsou uhličitanové tekutiny taženy dolů subdukcí tektonických destiček, které přinášejí kyslíkové minerály do styku s kovovými slitinami pláště, říká Weiss. (Jiný způsob, jak si chemici myslí, že se diamanty mohou tvořit, jsou vyrábění z tekutin bohatých na uhlík, které se vychladnou, když se v plášti stoupají nahoru, jako je cukr krystalizující ze sirupu. Nový papír tento proces nevyloučí také.)
Inkluze bohaté na nikl mohou také pomoci vysvětlit podivný výskyt v některých diamanech: Zdá se, že občasné atomy niklu nahrazují uhlík krystalové mřížky těchto diamantů. To bylo tajemství, říká Kopylova, protože nikl je tak těžší než uhlík, že by neměl být schopen snadno vyměnit do krystalové struktury. „Nyní, když se podívám na tato data, vidím, že to může být jen známka formace diamantu v určitých hloubkách,“ říká. „Bylo by velmi zajímavé další prozkoumat.“
Tento článek byl poprvé publikován na Vědecký Američan. © Scientificamerican.com. Všechna práva vyhrazena. Sledujte Tiktok a Instagram, X a Facebook.
