Алмаз на вашем пальце, скорее всего, сделан из переработанного морского дна, приготовленного глубоко в Земле.
Следы соли, попавшие во многие алмазы, показывают, что камни образовались из древнего морского дна, погребенного глубоко под земной корой, согласно новому исследованию, проведенному геологами из Университета Маккуори в Сиднее, Австралия.
Большинство алмазов, обнаруженных на поверхности Земли, образуются таким образом; другие образуются в результате кристаллизации расплавов глубоко в мантии.
В экспериментах по воссозданию экстремальных давлений и температур, обнаруженных на глубине 200 км под землей, д-р Майкл Фёрстер, профессор Стивен Фоли, д-р Оливье Алар и их коллеги из Университета Гёте и Университета Иоганна Гутенберга в Германии продемонстрировали, что морская вода в отложениях из дно океана реагирует правильным образом, чтобы создать баланс солей, содержащийся в алмазе.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, разрешает давний вопрос об образовании алмазов. «Существовала теория, что соли, заключенные в алмазах, происходят из морской воды, но ее нельзя было проверить», - говорит ведущий автор Майкл. «Наше исследование показало, что они произошли из морских отложений».
Алмазы - это кристаллы углерода, которые образуются под земной корой в очень старых частях мантии. Они выносятся на поверхность в результате вулканических извержений особого вида магмы, называемой кимберлитом.
В то время как драгоценные алмазы обычно изготавливаются из чистого углерода, так называемые волокнистые алмазы, которые непрозрачны и менее привлекательны для ювелиров, часто содержат небольшие следы натрия, калия и других минералов, которые раскрывают информацию об окружающей среде, в которой они образовались..
Эти волокнистые алмазы обычно измельчают и используют в технических целях, таких как сверла.
Волокнистые алмазы растут быстрее, чем алмазы из драгоценных камней, а это означает, что они улавливают крошечные образцы жидкости вокруг себя, пока формируются.
«Мы знали, что во время роста алмазов вокруг должна быть какая-то соленая жидкость, и теперь мы подтвердили, что морские отложения отвечают всем требованиям», - говорит Майкл.
Чтобы произошел этот процесс, большая плита морского дна должна довольно быстро соскользнуть на глубину более 200 километров под поверхностью в процессе, известном как субдукция, при котором одна тектоническая плита скользит под другую..
Необходим быстрый спуск, потому что осадок должен быть сжат более чем до четырех гигапаскалей (в 40 000 раз больше атмосферного давления), прежде чем он начнет плавиться при температуре более 800°C, характерной для древней мантии.
Чтобы проверить эту идею, члены команды Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце и Франкфуртского университета имени Гёте в Германии провели серию экспериментов с высоким давлением и высокой температурой.
Они поместили образцы морских отложений в сосуд с камнем, называемым перидотитом, который является наиболее распространенным видом породы, встречающейся в той части мантии, где образуются алмазы. Затем они увеличили давление и температуру, дав образцам время прореагировать друг с другом в условиях, подобных тем, которые обнаруживаются в разных местах мантии.
При давлении от четырех до шести гигапаскалей и температуре от 800°C до 1100°C, что соответствует глубине от 120 до 180 километров под поверхностью, они обнаружили соли, образованные с балансом натрия и калия, который точно соответствует небольшие следы, обнаруженные в бриллиантах.
«Мы продемонстрировали, что процессы, ведущие к росту алмазов, обусловлены переработкой океанических отложений в зонах субдукции», - говорит Майкл.
"Продукты наших экспериментов также привели к образованию минералов, которые являются необходимыми ингредиентами для образования кимберлитовой магмы, транспортирующей алмазы на поверхность Земли."