Как бы ни были драгоценны и востребованы алмазы, мы относительно мало знаем о сложном процессе создания этих драгоценных камней в природе. Во многом это связано с тем, что они, как правило, выталкиваются на поверхность, где мы можем их добывать, из-за извержений вулканов после образования глубоко под землей.
Отложения морского дна
Но ученые теперь нашли важнейший ингредиент в формировании большинства природных алмазов: осадок со дна моря.
«Существовала теория, что соли, попавшие в алмазы, поступают из морской воды, но это не может быть проверено», - сказал Science Daily доктор Майкл Ферстер, ведущий автор исследования и геолог из австралийского университета Маккуори. «Наше исследование показало, что они появились из-за морских отложений».
Многие промышленные алмазы производятся синтетически с использованием чистого углерода, в результате чего получается так называемый драгоценный алмаз. Однако встречающиеся в природе и в то же время менее привлекательные камни или волокнистые алмазы содержат следы крошечных жидких включений, содержащих высокие уровни солей калия по сравнению с солями натрия. И следы соли внутри этих алмазов смущают ученых до сих пор.
Отложения морского дна могут уноситься глубоко вглубь Земли, между 62 и 124 милями под поверхностью, благодаря постоянной рециркуляции поверхности нашей планеты в так называемые зоны субдукции. Эти зоны являются областями нашей планеты, где тектонические плиты погружаются с большой скоростью.
Несмотря на то, что люди успешно проникают в землю на глубину 7,6 миль, используя тяжелую технику, мы точно знаем, что температура там очень низкая. Как только тектонические плиты опускаются под друг друга с высокой скоростью, осадки с морского дна смешиваются вместе с камнями при высоких температурах.
Этот процесс высвобождает воду, которая насыщается растворенным углеродом из органического материала на дне океана и другими материалами внутри морского дна и Земли. Затем жидкость из этой цепной реакции фильтруется и вступает в реакцию с окружающими породами. Конечный продукт представляет собой богатый углеродом соленый раствор, из которого алмазы медленно кристаллизуются.
Суть эксперимента
Исследование, которое было опубликовано в журнале Science Advances, использовало эксперименты по производству алмазов под высоким давлением для воспроизведения естественного процесса и включало океанические отложения для проверки их теории.
Условия, которые были бы обнаружены глубоко под Землей, были воспроизведены внутри крошечной платиновой капсулы, покрытой углеродом. Затем ученые заполнили крошечный контейнер слоем донных отложений океанского дна, полученных из Международного проекта по исследованию океана, вместе с измельченными минералами перидотита, который распространен в верхних слоях Земли, где образуются алмазы.
Завершение эксперимента
Исследователи воссоздали атмосферу, которая возникает, когда тектонические плиты сдвигаются, используя поршневой цилиндр, чтобы сжать небольшую капсулу под большим давлением.
Давление в зоне формирования алмазов может доходить до шести гигапаскалей, которые Ферстер сравнил с «целым зданием, стоящим у вас на ноге».
Крошечная капсула также была электрически нагрета, чтобы достичь аналогичных подземных температур (2,012 градусов по Фаренгейту). Наконец, капсулу оставляли на две недели.
После завершения эксперимента исследователи изучили химические реакции внутри капсулы и обнаружили такое же высокое соотношение калия к натриевой соли, как в природных волокнистых алмазах.
Исследование дало ученым лучшее понимание того, как алмазы образуются естественным путем под Землей. Но некоторые не настолько уверены, что донные отложения являются окончательным ответом на давние вопросы месторождения относительно соленых элементов в алмазах.
