Крихітні недоліки алмазів зберігають секрет утворення перших континентів.
У новому дослідженні дослідники використовували вкраплення - недосконалості, які піддаються ювелірам, але цінні для вчених, - щоб простежити формування алмазів. Вони виявили, що сульфідні мінерали всередині включень були останніми на поверхні планети 2,5 мільярда років тому, перш ніж підняти кисень в атмосферу.
Отримані дані розкривають історію материків та мантій, де утворюються алмази, заявила керівник дослідження Карен Сміт, науковий співробітник некомерційного гемологічного інституту Америки. Діаманти в дослідженні, знайденому в Західній Африці, вказують на те, що стародавні континенти в цьому регіоні утворилися шляхом субдукції, процес, при якому одна плита кори висувається під іншу.
"Ми можемо простежити 2,5 мільярди років історії Землі саме завдяки цьому сульфідному включенню", - сказав Сміт Live Science.
Всередині алмаз
Алмази утворюються глибоко в мантії. Більшість, за словами Сміта, утворюють близько 200 миль (200 кілометрів) в глибину, а деякі формують ще глибше, приблизно від 250 до 435 миль вниз (від 400 до 700 км). Найглибша свердловина, коли-небудь пробурена, свердловина Кола в Росії, проникла лише 12 км (7 км). Потім алмази досить швидко виводяться на поверхню за допомогою глибоких вивержень вулканів.
Сміт та її колеги вивчали азот в алмазах із регіону Зіммі Сьєрра-Леоне, коли вони помітили, що сульфідні сульфіди в алмазах розміром із крапками виявили ознаки існування в мантії до того, як алмази утворилися, тобто вони потрапили в пастку в межах кристалізації алмази і винесені на поверхню з ними. Вони почали досліджувати ізотопи сірки в межах включень. Ізотопи - це варіації атомів з різною кількістю нейтронів у їх ядрах.
Те, що вони виявили, виявило, що включення справді були дуже старими. Кисень захищає сірку від певних реакцій з ультрафіолетовим світлом, тому дослідники можуть сказати, чи утворюється сірка в середовищі, багатому киснем або низьким вмістом кисню. Ці ізотопи утворилися в атмосфері до того, як в атмосфері було багато кисню, приблизно 2,5 мільярда років тому, сказав Сміт. Самі алмази набагато молодші за це і сформувалися близько 650 мільйонів років тому.
Історія континентів
Потім дослідники дослідили подібні включення в алмази з канадської шахти Екати. Ці включення мають 3,5 мільярда років і не мають таких же ізотопних сигналів, як алмази Західної Африки. Контраст розповідає історію про те, як формувались континенти, сказав Сміт. На початку континенти, ймовірно, утворилися з плавильної мантії, яка псувалася вгору у вигляді базальту, подібно до того, як формуються сьогодні Ісландія чи Гаваї. Мінерали в цій корі утворюються в мантії, не контактуючи з атмосферою.
Однак пізніше в історії Землі субдукція стала важливою для формування стабільних континентів. Один шматок скоринки подрібнювався б під іншим; щільніший матеріал би тонув, а менш щільний матеріал підніметься до утворення континентальної кори. Саме так сірка в західноафриканських алмазах потрапила б глибоко під поверхню, сказав Сміт.
Найбільш стійка, довговічна кора прикріплюється до частин мантії, званих «кілями», так названих тому, що вони стабілізують кірку так само, як кіль стабілізує корабель. Більше досліджень алмазів, багатих на включення, може допомогти пояснити, як і чому утворюються ці кілі, сказав Сміт. На сьогоднішній день у всьому світі є лише чотири місця, включаючи Західну Африку та Канаду, алмази, які містять сульфідні включення та мінерали, що використовуються для формування алмазів. Більше місцеположень допоможе більш детально простежити історію Землі, але Сміт сказав, що ці дослідження є складними, оскільки алмази руйнуються в процесі аналізу.
"Нам потрібні алмази, - сказав Сміт, - щоб знищити для науки".
