Drobné nedostatky diamantů drží tajemství formování prvních kontinentů.
V nové studii vědci použili inkluze - nedokonalosti odvozené klenotníky, ale pro vědce cenné - pro sledování tvorby diamantů. Zjistili, že sulfidové minerály uvnitř inkluzí byly poslední na povrchu planety před 2,5 miliardami let, před vzestupem kyslíku v atmosféře.
Tato zjištění odhalují historii kontinentů a pláště, kde se diamanty tvoří, řekla vedoucí studie Karen Smit, vědecká pracovnice neziskového Gemologického ústavu Ameriky. Diamanty ve studii, nalezené v západní Africe, naznačují, že starověké kontinenty v této oblasti vznikly subdukcí, což je proces, ve kterém se jedna vrstva kůry tlačí pod druhou.
"Můžeme vystopovat 2,5 miliardy let historie Země právě tímto začleněním sulfidů," řekl Smit Live Science.
Uvnitř diamantu
Diamanty se tvoří hluboko v plášti. Většina, jak řekl Smit, tvoří hloubku asi 125 kilometrů (200 kilometrů) a ještě hlubší, asi 250 až 435 mil dolů (400 až 700 km). Nejhlubší vrt, jaký kdy byl vrtán, Kola Superdeep Borehole v Rusku, pronikl pouze 12 km. Diamanty se pak dostanou na povrch poměrně rychle pomocí hlubokých sopečných erupcí.
Smit a její kolegové studovali dusík v diamantech z oblasti Zimmi v Sierra Leone, když si všimli, že inkluze sulfidů v diamantech vykazovaly známky, že v plášti existovaly dříve, než se vytvořily diamanty, což znamená, že byly zachyceny v krystalizaci diamanty a nesen s nimi na povrch. Začali zkoumat izotopy síry uvnitř inkluzí. Izotopy jsou variace atomů s různým počtem neutronů v jejich jádrech.
Zjistili, že inkluze byly opravdu velmi staré. Kyslík chrání síru před určitými reakcemi s ultrafialovým světlem, takže vědci mohou zjistit, zda se síra vytvářená v prostředí bohatém na kyslík nebo nízko-kyslíku. Tyto izotopy vznikly v atmosféře dříve, než bylo v atmosféře hodně kyslíku, asi před 2,5 miliardami let, řekl Smit. Samotné diamanty jsou mnohem mladší než ty a vznikly zhruba před 650 miliony let.
Historie kontinentů
Vědci pak zkoumali podobné inkluze v diamantech z dolu Ekati v Kanadě. Tyto inkluze jsou staré 3,5 miliardy let a nemají stejné izotopové signály jako západoafrické diamanty. Kontrast vypráví příběh o tom, jak se formovaly kontinenty, řekl Smit. Začátkem roku se pravděpodobně tvořily kontinenty z tajícího pláště, které vyteklo vzhůru ve formě čediče, podobně jako dnes tvoří Island nebo Havaj. Minerály v této kůře se tvořily v plášti, ne ve styku s atmosférou.
Později v historii Země se ale subdukce stala důležitou pro vytváření stabilních kontinentů. Jeden kus kůry by se rozdrvil pod druhým; hustší materiál by klesl a méně hustý materiál by vznikl na kontinentální kůru. Takto by se síra v západoafrických diamantech dostala hluboko pod povrch, řekl Smit.
Nejstabilnější, dlouhotrvající kůra se váže na části pláště zvané „kýly“, tak pojmenované, protože stabilizují kůru právě tak, jak kýl stabilizuje loď. Další studie diamantů bohatých na začlenění by mohla pomoci vysvětlit, jak a proč se tyto kýly tvoří, řekl Smit. Doposud existují po celém světě pouze čtyři místa, včetně západní Afriky a Kanady, s diamanty, které obsahují jak sulfidové inkluze, tak i minerály používané k datu vzniku diamantů. Více lokalit by pomohlo podrobněji sledovat historii Země, řekl Smit, ale tyto studie jsou náročné, protože diamanty jsou v procesu analýzy zničeny.
"Potřebujeme diamanty," řekl Smit, "zničit pro vědu."
