Cel mai mare, cel mai valoros diamant din lume se poate naște în buzunarele de metal lichid localizate adânc pe Pământ, arată un nou studiu.
Această descoperire sugerează că buzunarele de metal lichid aruncate pe tot stratul de manta al Pământului, între scoarța și miezul planetei, pot juca un rol esențial în modul în care carbonul și alte elemente cheie pentru ciclul de viață între interiorul Pământului și suprafața planetei, au spus cercetătorii.
În general, diamantele se formează adânc în roca fierbinte a mantiei Pământului, ridicându-se la suprafață cu erupții vulcanice. Cel mai mare diamant de calitate prețioasă găsit până în prezent este diamantul Cullinan, care a fost dezgropat în Africa de Sud în 1905. Diamantul de 3.106,75 carate, care a fost ulterior tăiat în mai multe piese lustruite, inițial cântărea 1,37 lbs. (621,35 grame) și avea o lungime de aproximativ 9,8 centimetri.
Cercetările anterioare au descoperit că cele mai mari diamante de calitate a bijuteriilor din lume ies în evidență de bijuteriile mai mici nu doar ca mărime, ci și prin compoziție și structură.
„Au foarte puține incluziuni prinse în interiorul lor - adică material care nu este diamant”, a declarat autorul principal al studiului, Evan Smith, geolog la Institutul Gemologic din America din New York. "De asemenea, sunt relativ pure, ceea ce înseamnă că majoritatea acestor diamante sunt făcute doar din atomi de carbon, spre deosebire de multe alte diamante, care conțin atomi de azot aici și acolo înlocuind atomii lor de carbon".
În plus, când cele mai mari diamante sunt în starea lor aspră și nepoluată, „au formă neregulată, ca o acadea care a fost în gura cuiva de ceva vreme, în loc de frumoasele cristale simetrice la care se gândește adesea cu diamante”. Smith a spus Live Science.
Aceste diferențe i-au determinat pe oamenii de știință să speculeze că diamante mari s-ar putea forma în moduri diferite de la diamante mai mici, mai comune. Cu toate acestea, cele mai mari diamante de calitate a gemurilor din lume „valorează atât de mulți bani încât este foarte dificil să obții acces la ele pentru cercetare”, a spus Smith. Acesta a explicat studiile care ar putea rezolva misterul originilor acestor pietre mari, a explicat el.
Acum, Smith și colegii săi au analizat 42 de exemplare finite de astfel de bijuterii care au fost împrumutate cercetătorilor timp de câteva ore la un moment dat. În plus, oamenii de știință au examinat două probe neterminate și nouă așa-numite „decupaje”, piesele rămase după ce fațetele unei bijuterii sunt tăiate și șlefuite pentru scânteie maximă.
Cercetătorii au detectat mici boabe metalice prinse în aceste probe. Includerile au constat în amestecuri solidificate de fier, nichel, carbon și sulf, o combinație niciodată văzută în diamante comune, a declarat co-autorul studiului Steven Shirey, geochimist la Instituția Carnegie pentru Știință din Washington, DC. Științii au detectat și urme de metan. și hidrogen în spațiile subțiri dintre aceste incluziuni și diamantul încarnător.
Cerealele metalice sunt dovezi că diamantele masive au origini neobișnuite, au spus cercetătorii. Chimia acestor incluziuni metalice sugerează că diamante mari cristalizează din buzunarele lichidului metalic. Spre deosebire, alte diamante cresc probabil dintr-o supă chimică încărcată cu carbon, oxigen și hidrogen, a spus Smith.
Unii dintre eșantioanele cercetătorilor examinați dețineau, de asemenea, incluziuni minerale purtătoare de siliciu, care se formează la presiunile mari găsite la adâncimi extreme, au spus oamenii de știință. Cercetătorii au estimat că diamantele mari sunt pietre "super-profunde" care se formează probabil la adâncimi de aproximativ 254 până la 410 mile (410 până la 660 de kilometri). În comparație, cercetările anterioare au sugerat că cele mai multe alte diamante bijuterie se formează la adâncimi de doar 93 până la 124 mile (150 până la 200 km).
Aceste descoperiri oferă dovezi directe despre reacții chimice suspectate, teoretic, prezise în manta Pământului, care creează buzunare din aliaj metalic de fier-nichel, a spus Smith. În schimb, cea mai mare parte a fierului și nichelului din manta Pământului este legată de oxigen sau de o altă substanță chimică, a explicat el.
Deși diamante mari și diamante mai comune sunt uneori găsite împreună, asta nu înseamnă că s-au format împreună, a declarat Shirey pentru Live Science. În schimb, aceeași magmă care curge în sus pentru a aduce diamante mari la suprafață poate trage și diamante mai mici care s-au format la adâncimi mai mici, a spus el.
Aceste descoperiri nu ar trebui luate pentru a sugera „că există un ocean de metal lichid adânc în mantia Pământului”, a spus Smith. Metalul lichid vine probabil doar în buzunare „limitate la dimensiuni, probabil, de pumn, dacă ar fi ghicit, care sunt ardei în întreaga manta”, a adăugat el.
"Nu este foarte mult acest fier metalic - doar aproximativ 1% din manta", a spus Smith. "Cu toate acestea, schimbă modul în care trebuie să ne gândim la Pământul mai adânc, deoarece elemente precum carbonul se dizolvă bine în fierul metalic. Aceasta înseamnă că prezența acestui metal poate afecta ciclul de carbon, azot și hidrogen de pe Pământul adânc la suprafață. , de la mantaua Pământului până unde locuim. "
Cercetările viitoare ar putea să investigheze ce alte elemente sunt în aceste diamante mari sau în tăieturile lor și ce izotopi sunt incluși, a spus Smith.
"Acest lucru ar putea ajuta să arunce lumină asupra originii acestui metal. De unde provine, cum se formează, ce durată de viață are, la ce procese participă", a spus el.
Oamenii de știință și-au detaliat rezultatele astăzi online (15 decembrie) în revista Science.
