Най-големият, най-ценният диамант в света може да се роди в джобове от течен метал, разположен дълбоко в Земята, открива ново проучване.
Това откритие подсказва, че джобовете от течен метал, изсипани в целия слой на мантията на Земята, между земната кора и ядрото, могат да играят ключова роля в това как въглеродът и другите елементи са от ключово значение за жизнения цикъл между вътрешността на Земята и повърхността на планетата, казват изследователите.
Като цяло диамантите се образуват дълбоко в горещата скала на земната мантия, издигайки се на повърхността с вулканични изригвания. Най-големият диамант с качество на скъпоценни камъни, открит до този момент, е диамантът Cullinan, който е открит в Южна Африка през 1905 г. Диамантът от 3,106,75 карата, който по-късно е нарязан на няколко полирани парчета, първоначално е тежал 1,37 паунда. (621.35 грама) и е бил дълъг около 3.86 инча (9.8 сантиметра).
Предишни изследвания установяват, че най-големите диаманти в качеството на скъпоценни камъни в света се открояват от по-малки бижута не само по размер, но и по състав и структура.
„Те имат много малко включвания, затворени вътре в тях - тоест материал, който не е диамант“, казва ръководителят на изследването Евън Смит, геолог от Гемологичния институт на Америка в Ню Йорк. "Те също са сравнително чисти, което означава, че повечето от тези диаманти са направени само от въглеродни атоми, за разлика от много други диаманти, които съдържат азотни атоми тук и там, заместващи въглеродните им атоми."
Освен това, когато най-големите диаманти са в грубото си неполирано състояние, "те са с неправилна форма, като близалка, която е в нечия уста от известно време, вместо хубавите симетрични кристали, за които човек често мисли с диаманти". Смит каза на Live Science.
Тези различия накараха учените да спекулират, че големите диаманти могат да се образуват по различни начини от по-малки, по-често срещани диаманти. Въпреки това, най-големите в света диаманти с качество на скъпоценни камъни "струват толкова пари, че е много трудно да се получи достъп до тях за изследвания", каза Смит. Това има стихийни проучвания, които могат да разрешат тайната на произхода на тези големи скъпоценни камъни, обясни той.
Сега Смит и неговите колеги са анализирали 42 готови екземпляра от такива бижута, които са били заемани на изследователите за няколко часа наведнъж. В допълнение, учените изследвали две незавършени образци и девет така наречени "изрязани", парчетата, останали след фасетите на бижуто, са изрязани и полирани за максимална искряне.
Изследователите откриха малки метални зърна, хванати в тези проби. Включенията се състоят от втвърдени смеси от желязо, никел, въглерод и сяра, комбинация, която никога не се среща в обикновени диаманти, каза съавторът на изследването Стивън Ширей, геохимик от Института за наука в Карнеги във Вашингтон, Окръг Колумбия. Учените също откриха следи от метан и водород в тънките пространства между тези включвания и ограждащия диамант.
Металните зърна са доказателство, че масивните диаманти вероятно имат необичаен произход, казват изследователите. Химията на тези метални включвания предполага, че големи диаманти кристализират от джобове на метална течност. За разлика от това, други диаманти вероятно растат от химическа супа, заредена с въглерод, кислород и водород, каза Смит.
Редица от пробите, които изследователите изследваха, също притежаваха силициеви минерални включвания, които се образуват при високо налягане, открито на екстремни дълбочини, казват учените. Изследователите изчислили, че големите диаманти са "свръх дълбоки" скъпоценни камъни, които вероятно се образуват на дълбочина от около 254 до 410 мили (410 до 660 километра). За сравнение, предишни изследвания предполагат, че повечето други скъпоценни камъни се образуват на дълбочина от само 93 до 124 мили (150 до 200 км).
Тези открития предоставят директни доказателства за отдавна заподозрени, теоретично предвидени химически реакции в земната мантия, които създават джобове от метална сплав желязо-никел, каза Смит. Повечето от желязото и никела в земната мантия, за разлика от тях, обикновено се свързват с кислород или друг химикал, обясни той.
Въпреки че понякога се срещат големи диаманти и по-често срещани диаманти, това не означава, че са се образували заедно, каза Шири пред Live Science. Вместо това същата магма, която тече нагоре, за да изнесе големи диаманти на повърхността, може също да плъзне по-малки диаманти, които са се образували на по-малки дълбочини, каза той.
Тези констатации не трябва да се приемат, за да подскажат, че "в океанската земя има дълбоко океан от течни метали", каза Смит. Течният метал вероятно идва само в джобове, „ограничени до може би с размер на юмрук, ако предполагам, че те са с пипер в цялата мантия“, добави той.
"Няма много от това метално желязо - само около 1 процент от мантията", каза Смит. "Все пак това променя начина, по който трябва да мислим за по-дълбоката Земя, тъй като елементи като въглерод се разтварят добре в метално желязо. Това означава, че присъствието на този метал може да повлияе на цикъла на въглерод, азот и водород от дълбоката Земя до повърхността , от мантията на Земята до мястото, където живеем “.
Бъдещите изследвания биха могли да проучат какви други елементи са в тези големи диаманти или техните изкопи и какви изотопи са включени, каза Смит.
"Това може да помогне да хвърли светлина върху произхода на този метал. Откъде идва, как се формира, какъв живот има, в какви процеси участва," каза той.
Учените подробно разкриха своите открития онлайн днес (15 декември) в списание Science.
