Najveće, najvrednije dijamante na svijetu, mogu se roditi u džepovima tekućeg metala smještenih duboko u Zemlji, otkriva novo istraživanje.
Ovo otkriće sugerira da džepovi tekućeg metala prosipani preko Zemljinog sloja plašta, između zemljine kore i jezgre, mogu igrati ključnu ulogu u načinu na koji ugljik i drugi elementi imaju ključ u životnom ciklusu između Zemljine unutrašnjosti i površine planeta, rekli su istraživači.
Općenito, dijamanti se formiraju duboko u vrućoj stijeni zemaljskog plašta, a uzdižu se na površinu vulkanskim erupcijama. Najveći dijamant kvalitete dragulja do sada pronađen je Cullinan dijamant, koji je iskopan u Južnoj Africi 1905. godine. Dijamant od 3,106,75 karata, koji je kasnije izrezan u nekoliko poliranih komada, prvotno je težio 1,37 funti. (621,35 grama), a bio je dug oko 9,8 centimetara.
Prethodna istraživanja otkrila su da se najveći svjetski dijamanti kvalitete dragulja izdvajaju od manjih dragulja ne samo po veličini, već i po sastavu i strukturi.
"Oni imaju vrlo malo inkluzija zarobljenih u njima - to je materijala koji nije dijamant", rekao je voditelj studije Evan Smith, geolog s Gemološkog instituta Amerike u New Yorku. "Oni su također relativno čisti, što znači da su većina ovih dijamanata napravljena upravo od ugljikovih atoma, za razliku od mnogih drugih dijamanata, koji ovdje sadrže i dušikove atome koji zamjenjuju njihove ugljikove atome."
Pored toga, kada su najveći dijamanti u svom hrapavom, nepoliranom stanju, "nepravilnog su oblika, poput lizalice koja je neko vrijeme bila u nečijim ustima, umjesto lijepih simetričnih kristala na koje često razmišljaju dijamanti". Smith je rekao Live Scienceu.
Te su razlike navele znanstvenike da pretpostavljaju kako se veliki dijamanti mogu oblikovati na različite načine od manjih, uobičajenijih dijamanata. Međutim, najveći svjetski dijamanti s kvalitetom dragulja "vrijede toliko novca da je vrlo teško dobiti pristup njima zbog istraživanja", rekao je Smith. Ovo ima stidljive studije koje bi mogle riješiti tajnu nastanka tih velikih dragulja, objasnio je.
Sada su Smith i njegovi kolege analizirali 42 gotova primjerka takvih dragulja koji su istraživači bili posuđeni po nekoliko sati. Osim toga, znanstvenici su ispitali dva nezavršena uzorka i devet takozvanih "otpadaka", komada preostalih nakon što su obrađeni dijelovi dragulja izrezani i polirani kako bi se postigla maksimalna blistavost.
Istraživači su otkrili sitna metalna zrna zarobljena u tim uzorcima. Uključivanja su se sastojala od ukrućenih mješavina željeza, nikla, ugljika i sumpora, kombinacija koja nikada nije viđena u zajedničkim dijamantima, rekao je koautor studije Steven Shirey, geokemičar iz Carnegie Instituta za znanost u Washingtonu, DC Znanstvenici su također otkrili tragove metana i vodik u tankim razmacima između tih inkluzija i dijamata za oblaganje.
Metalna zrna dokaz su da ogromni dijamanti vjerojatno imaju neobično podrijetlo, rekli su istraživači. Kemija ovih metalnih inkluzija sugerira da se veliki dijamanti kristaliziraju iz džepova metalne tekućine. Suprotno tome, drugi dijamanti vjerojatno rastu iz kemijske juhe napunjene ugljikom, kisikom i vodikom, rekao je Smith.
Znanstvenici su naveli da su brojni uzorci koje su istraživači istraživali posjedovali i silicijske mineralne inkluzije koje nastaju pri visokim pritiscima koji se nalaze na ekstremnim dubinama. Istraživači su procijenili da su veliki dijamanti dragulji "super duboki" koji se vjerojatno formiraju na dubinama od oko 254 do 410 milja (410 do 660 kilometara). Usporedbe radi, prethodna su istraživanja sugerirala da se većina drugih dragulja s draguljima oblikuje na dubinama od samo 93 do 124 milje (150 do 200 km).
Ovi nalazi pružaju izravne dokaze dugo sumnjivih, teoretski predviđenih kemijskih reakcija u Zemljinom plaštu koje stvaraju džepove metalnih legura željeza i nikla, rekao je Smith. Za razliku od toga, većina željeza i nikla u Zemljinom plaštu obično se veže na kisik ili drugu kemijsku tvar, objasnio je.
Iako se veliki dijamanti i češći dijamanti ponekad nalaze zajedno, to ne znači da su nastali zajedno, rekao je Shirey za Live Science. Umjesto toga, ista magma koja teče prema gore kako bi donijela velike dijamante na površinu može povući i manje dijamante koji su se formirali na manjim dubinama, rekao je.
Ova otkrića ne bi trebalo uzimati da sugeriraju "da je ocean tečnog metala duboko u Zemljinom plaštu", rekao je Smith. Tekući metal vjerojatno dolazi samo u džepovima, "ako je nagađati, veličine šake", koje su nasute preko plašta ", dodao je.
"Nema puno ovog metalnog željeza - svega oko jedan posto plašta", rekao je Smith. "Ipak, to mijenja način na koji moramo razmišljati o dubljoj Zemlji, jer se elementi poput ugljika dobro otapaju u metalnom željezu. To znači da prisutnost ovog metala može utjecati na kretanje ugljika, dušika i vodika iz duboke Zemlje do površine , od zemaljskog plašta do mjesta gdje živimo. "
Budućim istraživanjem moglo bi se istražiti kakvi su još elementi u tim velikim dijamantima ili njihovi ostaci, te koji izotopi uključuju, rekao je Smith.
"To bi moglo pomoći osvjetljavanju podrijetla ovog metala. Odakle potječe, kako se formira, koji životni vijek ima, u kojim procesima sudjeluje", rekao je.
Znanstvenici su svoja otkrića detaljno objavili danas (15. prosinca) u časopisu Science.
