Найбільші у світі найцінніші алмази можуть народитися в кишенях рідкого металу, розташованих глибоко всередині Землі, з'ясовується в новому дослідженні.
Це відкриття дозволяє припустити, що кишені рідкого металу, що висипаються по всьому шару Землі мантії, між земною земною корою і ядром, можуть відігравати ключову роль у тому, як вуглець та інші елементи мають ключове значення для життєвого циклу між внутрішніми частинами Землі та поверхнею планети.
Взагалі алмази утворюються глибоко в гарячій скелі мантії Землі, піднімаючись на поверхню вулканічними виверженнями. Найбільший алмаз якісної якості, знайдений на сьогоднішній день, є діамантом Куллінан, який був розкопаний у Південній Африці в 1905 р. Алмаз 3,106,75-карат, який згодом був розрізаний на кілька шліфованих шматочків, спочатку важив 1,37 фунта. (621,35 грам), і була довжиною близько 3,86 сантиметра.
Попередні дослідження показали, що найбільші у світі алмази якості дорогоцінного каміння відрізняються меншими коштовностями не тільки за розміром, але і за складом та структурою.
"У них дуже мало включень, захоплених всередині них, тобто матеріалу, який не є алмазом", - сказав ведучий дослідження дослідження Еван Сміт, геолог Гемологічного інституту Америки в Нью-Йорку. "Вони також відносно чисті, що означає, що більшість цих алмазів створені просто з атомів вуглецю, на відміну від багатьох інших алмазів, які містять атоми азоту тут і там заміщуючи їх атоми вуглецю".
Крім того, коли найбільші алмази знаходяться в їх шорсткому, неполірованому стані, "вони мають неправильну форму, як льодяник, який деякий час перебуває у когось у роті, замість приємних симетричних кристалів, про які часто думають з діамантами". Сміт розповів Live Science.
Ці відмінності спонукали вчених до думки, що великі алмази можуть утворюватися по-різному, ніж більш дрібні, більш поширені алмази. Однак найбільші у світі алмази з якісною каменем "коштують стільки грошей, що отримати доступ до них для дослідження дуже важко", - сказав Сміт. Це дало стихійні дослідження, які могли б розгадати таємницю походження цих великих дорогоцінних каменів, пояснив він.
Тепер Сміт та його колеги проаналізували 42 готові екземпляри таких коштовностей, які кожен був позичений дослідникам на кілька годин за один раз. Крім того, вчені дослідили два незакінчені зразки та дев'ять так званих «відрізків», шматочки, що залишилися після розрізання граней коштовності та відполірованих для максимальної блиску.
Дослідники виявили крихітні металеві зерна, захоплені всередині цих зразків. Включення складалися з затверділих сумішей заліза, нікелю, вуглецю та сірки, поєднання, які ніколи не зустрічалися в звичайних алмазах, - сказав співавтор дослідження Стівен Ширей, геохімік з Інституту науки Карнегі у Вашингтоні, округ Колумбія. Вчені також виявили сліди метану і водень у тонких проміжках між цими включеннями і обшиваючим алмазом.
Металеві зерна є свідченням того, що масивні алмази, ймовірно, мають незвичне походження, вважають дослідники. Хімія цих металевих включень говорить про те, що великі алмази кристалізуються з кишень металевої рідини. На відміну від цього, інші алмази, ймовірно, виростають з хімічного супу, завантаженого вуглецем, киснем та воднем, сказав Сміт.
У ряді зразків, які досліджували дослідники, також були мінеральні включення, що містять кремній, які утворюються при великих тисках, виявлених на надзвичайних глибинах. Дослідники підрахували, що великі алмази - це «надглибокі» дорогоцінні камені, які, ймовірно, утворюються на глибинах приблизно від 254 до 410 миль (410 до 660 кілометрів). Для порівняння, попередні дослідження показали, що більшість інших дорогоцінних алмазів утворюються на глибинах від 93 до 124 миль (150 до 200 км).
Ці дані дають прямі докази давно підозрюваних, теоретично прогнозованих хімічних реакцій у мантії Землі, які створюють кишені металевого залізо-нікелевого сплаву, сказав Сміт. Більшість заліза та нікелю в земній мантії, навпаки, зазвичай пов'язані з киснем або іншим хімічним речовиною, пояснив він.
Хоча великі алмази і більш поширені алмази іноді зустрічаються разом, це не означає, що вони утворилися разом, Ширей розповів Live Science. Натомість, та сама магма, яка тече вгору, щоб вивести великі алмази на поверхню, також може перетягувати більш дрібні алмази, що утворюються на менших глибинах, сказав він.
Ці висновки не слід брати до думки, "що глибоко в мантії Землі є океан рідкого металу", - сказав Сміт. Рідкий метал, швидше за все, поставляється лише в кишенях, "обмежених, можливо, кулаком, якщо я можу здогадатися, що вони пересипаються по всій мантії", - додав він.
"Цього металевого заліза не так багато - всього близько 1 відсотка або близько цього мантії", - сказав Сміт. "Все-таки це змінює те, як ми повинні думати про глибшу Землю, тому що такі елементи, як вуглець, добре розчиняються в металевому залізі. Це означає, що присутність цього металу може впливати на кругообіг вуглецю, азоту та водню з глибокої Землі на поверхню , від мантії Землі до місця, де ми живемо ".
Подальші дослідження можуть дослідити, які ще елементи є в цих великих алмазах чи їхніх відрізах, і які ізотопи включені, сказав Сміт.
«Це може допомогти пролити світло на походження цього металу.
Вчені докладно розповіли про свої результати в Інтернеті сьогодні (15 грудня) у журналі Science.
