Автор: Университет Маккуори (Macquarie University)
(phys.org) – Бриллиант на вашем пальце, вполне вероятно, состоит из морских отложений, переработанных глубоко в недрах Земли.
Следы соли, содержащейся во многих алмазах, показывают, что камни образовались из древнего морского грунта, который погребен глубоко под земной корой, согласно данным нового исследования, проведенного учеными-геологами Университета Маккуори в Сиднее, Австралия.
Большинство алмазов, обнаруженных на поверхности Земли, сформированы таким способом; другие созданы путем кристаллизации расплавов глубоко в мантии.
В ходе экспериментов, воссоздающих крайне высокие давления и температуры, наблюдающиеся на глубине 200 км под поверхностью земли, д-р Майкл Фёрстер (Michael Förster), профессор Стивен Фоули (Stephen Foley), д-р Оливье Алар (Olivier Alard) и коллеги из Университета Гёте и Университета Иоганна Гутенберга, Германия, продемонстрировали, что океанская вода в отложениях со дна океана реагирует должным образом с образованием остатка солей, обнаруженных в алмазе.
Это исследование, опубликованное в Science Advances, поднимает давно существовавший вопрос о формировании алмазов. «Существовала теория о том, что соли, находящиеся внутри алмазов, попали из океанской воды, но это невозможно было проверить, - говорит ведущий автор Майкл. – Наше исследование показало, что они поступили из океанских отложений».
Алмазы – это кристаллы углерода, сформировавшиеся под земной корой в очень старых частях мантии. Они вынесены на поверхность в ходе извержения вулканов особой магмой, называемой кимберлитом.
Если алмазы ювелирного качества обычно состоят из чистого углерода, то так называемые волокнистые алмазы, мутные и менее привлекательные для ювелиров, часто включают небольшие следы натрия, калия и других минералов, которые дают информацию об окружающей обстановке, в которой они создавались.
Эти алмазы с волокнистой структурой обычно измельчаются и используются для технических целей как наконечники сверл.
Волокнистые алмазы растут быстрее, чем алмазы ювелирного качества, это означает, что они захватывают мельчайшие частицы жидкостей вокруг себя в ходе своего формирования.
«Мы знали, что какая-то соленая жидкость должна быть вокруг алмазов, когда они растут, и теперь мы подтвердили, что для этого подходят океанские отложения», - говорит Майкл.
Для того, чтобы этот процесс происходил, большой слой морского грунта должен довольно быстро переместиться на глубину свыше 200 километров под поверхность в ходе процесса, известного как субдукция, когда одна тектоническая плита пододвигается под другую.
Необходимо быстрое опускание, потому что отложения должны быть сжаты под давлением свыше четырех гигапаскалей (40 000-кратное атмосферное давление) прежде, чем они начнут расплавляться при температуре выше 800°C, которые были в древней мантии.
Для проверки этой идеи, члены группы из Университета Гутенберга в Майнце и Университета Гёте во Франкфурте, Германия, провели серию экспериментов под высоким давлением и при высокой температуре.
Они пометили образцы донных океанских отложений в сосуд с породой, которая называется перидотит, который является самым распространенным видом породы, обнаруженной в части мантии, где формируются алмазы. Затем они применяли давление и нагрев, давая образцам время для реакции друг с другом в условиях, схожих с теми, что существовали в разных местах в мантии.
Под давлением от четырех до шести гигапаскалей и при температурах от 800°C до 1100°C, соответствующих глубине от 120 до 180 километров ниже поверхности земли, они обнаружили соли, сформированные с остатками натрия и калия, которые близко соответствовали небольшим следам, обнаруженным в алмазах.
«Мы продемонстрировали, что процессы, которые привели к росту алмазов, вызваны переработкой океанических отложений в зонах субдукции», - сказал Майкл.
«Результаты наших экспериментов также привели к образованию полезных ископаемых, которые являются обязательными составляющими формирования видов кимберлитовой магмы, которая переносит алмазы на поверхность Земли», - добавил он.
