Nová studie zjistila, že největší a nejcennější diamanty na světě se mohou narodit v kapsách tekutého kovu umístěných hluboko na Zemi.
Tento objev naznačuje, že kapsy tekutého kovu pepřené skrz vrstvu pláště Země, mezi kůrou a jádrem planety, mohou hrát klíčovou roli v tom, jak uhlík a další prvky klíčové k životnímu cyklu mezi vnitřkem Země a povrchem planety, uvedli vědci.
Diamanty se obecně tvoří hluboko v horké skále zemského pláště a stoupají na povrch sopečnými erupcemi. Největším dosud nalezeným drahokamem je diamant Cullinan, který byl objeven v Jižní Africe v roce 1905. Diamant o hmotnosti 3 106,75 karátů, který byl později rozřezán na několik leštěných kusů, původně vážil 1,37 liber. (621,35 gramů) a byl dlouhý asi 3,86 palce (9,8 centimetrů).
Předchozí výzkum zjistil, že největší diamanty světové kvality drahokamů vynikají menšími drahokamy nejen svou velikostí, ale také složením a strukturou.
„V nich je uvězněno jen velmi málo inkluzí - to je materiál, který není diamantem,“ uvedl vedoucí studie Evan Smith, geolog Gemological Institute of America v New Yorku. "Jsou také relativně čisté, což znamená, že většina z těchto diamantů je vyrobena pouze z atomů uhlíku, na rozdíl od mnoha jiných diamantů, které obsahují atomy dusíku sem a tam nahrazující atomy uhlíku."
Navíc, když jsou největší diamanty v jejich drsném, neleštěném stavu, „mají nepravidelný tvar, jako lízátko, které bylo na chvíli někoho v ústech, místo hezkých symetrických krystalů, které si často s diamanty pomyslí“, Smith řekl Live Science.
Tyto rozdíly vedly vědce ke spekulacím, že velké diamanty se mohou tvořit různými způsoby od menších, běžnějších diamantů. Největší diamanty na světě s drahokamem „však stojí za to tolik peněz, že je pro ně velmi obtížné získat přístup k výzkumu,“ řekl Smith. Toto má stylové studie, které by mohly vyřešit záhadu původu těchto velkých drahokamů, vysvětlil.
Nyní Smith a jeho kolegové analyzovali 42 hotových vzorků takových šperků, z nichž každý byl vědcům zapůjčen na několik hodin najednou. Vědci kromě toho zkoumali dva nedokončené vzorky a devět tzv. „Výřezů“, které zůstaly po vyřezání faset šperku a vyleštění pro maximální jiskření.
Vědci zjistili, že uvnitř těchto vzorků byla zachycena drobná kovová zrna. Inkluze sestávaly ze ztuhlých směsí železa, niklu, uhlíku a síry, kombinace nikdy neviděné u běžných diamantů, uvedla spoluzakladatelka studie Steven Shirey, geochemist z Carnegieho ústavu pro vědu ve Washingtonu, DC. Vědci také zjistili stopy metanu a vodík v tenkých mezerách mezi těmito inkluzemi a zapouzdřeným diamantem.
Kovová zrna jsou důkazem toho, že masivní diamanty mají pravděpodobně neobvyklý původ, uvedli vědci. Chemie těchto kovových inkluzí naznačuje, že velké diamanty krystalizují z kapes kovové kapaliny. Naproti tomu další diamanty pravděpodobně rostou z chemické polévky plné uhlíku, kyslíku a vodíku, řekl Smith.
Řada vzorků, které vědci zkoumali, také obsahovala minerální inkluze nesoucí křemík, které se tvoří při vysokých tlacích zjištěných v extrémních hloubkách, uvedli vědci. Vědci odhadli, že velké diamanty jsou „superdeep“ drahokamy, které se pravděpodobně tvoří v hloubkách asi 410 až 660 kilometrů. Ve srovnání, předchozí výzkum navrhl, že většina jiných drahokamů diamanty se tvoří v hloubkách jen 93 k 124 mílím (150 k 200 km).
Tato zjištění poskytují přímý důkaz dlouhodobě předpokládaných, teoreticky předvídaných chemických reakcí v zemském plášti, které vytvářejí kapsy kovové slitiny železa a niklu, řekl Smith. Naopak většina železa a niklu v zemském plášti je obvykle vázána na kyslík nebo jinou chemikálii, vysvětlil.
Přestože se velké diamanty a běžnější diamanty někdy vyskytují společně, neznamená to, že se vytvořily společně, Shirey řekl Live Science. Místo toho stejné magma, které teče směrem nahoru, aby přivedlo velké diamanty na povrch, může také přetáhnout menší diamanty, které se vytvářely v mělkých hloubkách, řekl.
Tato zjištění by neměla být brána v úvahu, že „v ocelovém plášti je hluboko oceán tekutého kovu,“ řekl Smith. Tekutý kov pravděpodobně přichází pouze v kapsách „omezených na možná pěsti, kdybych měl hádat, které jsou pepřeny skrz plášť“, dodal.
„Kovové železo není moc - jen asi 1 procenta pláště,“ řekl Smith. "Stále to mění způsob, jakým musíme přemýšlet o hlubší Zemi, protože prvky jako uhlík se dobře rozpouští v kovovém železe. To znamená, že přítomnost tohoto kovu může ovlivnit cyklování uhlíku, dusíku a vodíku z hluboké Země na povrch." , od zemského pláště po místo, kde žijeme. “
Budoucí výzkum by mohl prozkoumat, jaké další prvky jsou v těchto velkých diamantech nebo jejich výřezech a jaké izotopy jsou zahrnuty, řekl Smith.
"To by mohlo pomoci objasnit původ tohoto kovu. Odkud pochází, jak se tvoří, jaký má životnost, jaké procesy se účastní," řekl.
Vědci podrobně popsali svá zjištění dnes online (15. prosince) v časopise Science.
