Алмаз із глибини 660 км розкриває таємниці Землі: як вдалося роздобути камінь із надр планети

Час від часу Земля вивергає підказки про загадкові процеси, що відбуваються в її надрах. Мова про крихітні хтонічні алмази, що містять у собі скеррики рідкісного мінералу. З цих крихітних фрагментів вчені можуть почерпнути крупиці інформації про те, що насправді відбувається в надрах Землі, пише Science Alert.

Дивовижний алмаз, що утворився на глибині близько 660 кілометрів під поверхнею планети, тепер опинився в руках учених. Його було знайдено в алмазній шахті в Ботсвані. Камінь пронизаний вадами, що містять сліди рингвудиту, ферропериклазу, енстатиту, а також інших матеріалів, що вказують на їхній вік. Ба більше, сліди цих матеріалів також вказують на те, що середовище, де утворився алмаз — розділ між верхньою і нижньою мантією, також відомий як 660-кілометровий розрив, багатий на воду.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами провідного автора дослідження, мінералогічного фізика Тінгтінга Гу з Гемологічного інституту Нью-Йорка та Університету Пердью, наявність рингвудиту разом із водними фазами вказує, що в цьому кордоні панує вологе середовище.

Не секрет, що більша частина поверхні Землі вкрита океаном. Однак раніше вчені вже довели, що в надрах нашої планети прихований значно більший запас води, ніж ми бачимо на її поверхні. Водночас земна кора — потріскана та фрагментована структура з окремими тектонічними плитами, які стикаються одна з одною та прослизають під краями одна одної. У цих зонах субдукції вода просочується глибше в надра Землі, досягаючи її нижньої мантії.

Згодом, як вважають вчені, вода повертається на поверхню за допомогою вулканічної активності. Цей цикл всмоктування-виплескування відомий як цикл глибинної води, окремий від циклу води, що діє на поверхні. Вчені зазначають, що знання того, як це працює, і скільки там води, важливе для розуміння геологічної активності Землі. Присутність води також може впливати на вибухонебезпечність вулканічного виверження і, ймовірно, відіграє роль у сейсмічній активності.

На жаль, технології все ще не дозволяють людям опуститися в надра Землі, а тому вченим доводиться використовувати докази, які надає сама планета. Наприклад, у формі алмазів, які утворюють кристалічні клітини за екстремальної спеки та тиску.

Під час дослідження Гу з колегами детально вивчили цей особливий алмаз і виявили 12 мінеральних включень і молочно-біле скупчення включень. Далі команда використовувала мікрораманівську спектроскопію і рентгенівську дифракцію, що допомогло визначити їхню природу. Серед включень вони виявили сукупність рингвудиту (силікату магнію) в контакті з феропериклазом (оксид магнію/заліза) і енстатитом (ще один силікату магнію з іншим складом).

За високих тисків у перехідній зоні рингвудит розпадається на феропериклаз і ще один мінерал — бриджманит. За нижчих тисків ближче до поверхні планети бриджманит перетворюється на енстатит. Присутність цих мінералів в алмазі розповідає історію про подорож і вказує на те, що камінь утворився глибоко в надрах Землі, а потім повернувся в кору.

Аналіз також показав, що рингвудит мав особливості, які припускають, що він є водним за своєю природою — тобто, мінералом, утвореним у присутності води. Тим часом інші мінерали, виявлені в алмазі, такі як брусит, також є водними. Ці підказки вказують на те, що середовище, в якому утворився алмаз, було вологим.

Зазначимо, що вчені й раніше знаходили докази наявності води в перехідній зоні, проте їх було недостатньо, щоб оцінити запаси води в надрах Землі. Тепер робота Гу з колегами вказує на те, що в надрах Землі відбувається плескання. Попередні дослідження показали, що Земля всмоктує набагато більше води, ніж ми думали раніше. Це може нарешті дати нам відповідь на питання, де вона зберігається.

Раніше Фокус писав про те, що в Землі прихований величезний запас води, який ми не бачимо: втричі більший за Світовий океан.