Содержание материала
- 10. Рінгвуд
- 9. Перовської силікату кальцію
- 8. Лід
- 7. Рідкі метали
- 6. Гарцбургітовие включення
- 5. Молекула бору
- 4. Кіаніт
- 3. Мутував атоми вуглецю
- 2. Вуглець-12
- 1. ферроперіклазів
Діаманти – не просто кращі друзі жінок. Вони також є кращими друзями геологів. Ці дорогоцінні камені іноді містять неймовірно рідкісні або невидимі елементи, що розкривають найглибші секрети, поховані в надрах нашої Землі. Аналізуючи такі знахідки, вчені змогли здогадатися, що знаходиться під землею і навіть розкрили деякі факти з історії нашої Землі. У рідкісних випадках алмази прилітають з космосу.
10. Рінгвуд
Вчені вважають, що всередині мантії Землі є океан. Цей океан знаходиться всередині зеленого мінералу під назвою Рінгвуд, поклади якого існують тільки між нижньою мантією і перехідною зоною всередині Землі, товщина якої становить 515 кілометрів. Перехідна зона знаходиться між верхньою і нижньою мантією.
Рінгвуд можна знайти на поверхні землі, тому що його можна отримати тільки під шалено високим тиском, яке є глибоко під землею. Кілька разів вчені добиралися до нього, але мінерал кожен раз міняв свою форму під час відсутності масивного підземного тиску. Однак геохимику Грему Пирсону (Graham Pearson) вдалося отримати Рінгвуд в його природному стані.
Рінгвуд виявився в пастці всередині алмазу, знайденого в шахті в Жуїні (Juina), Бразилія. Пірсон і його колеги припустили, що мінерал піднявся на поверхню під час землетрусу. Пірсон зробив відкриття випадково. Він намагався датувати алмаз, коли виявив, що в ньому міститься Рінгвуд.
9. Перовської силікату кальцію
Як ні парадоксально, але силікатна перовскит – рідкісний мінерал, хоча і є найпоширенішим мінералом на Землі. Вчені вважають, що 38 відсотків обсягу Землі складається із силікатної перовскита. Проте, його так рідко виявляють, що перший зразок був отриманий з метеорита, який, як вважають, відколовся від іншої планети. Ми не можемо дістатися до силікатної перовскита на землі, тому що він знаходиться тільки всередині земної мантії.
Однак ситуація змінилася, коли вчені виявили всередині алмазу, всього в 1 кілометрі під землею в алмазному руднику Куллінан (Cullinan) в Південній Африці, стабільний зразок мінералу. Ним виявився перовскит силікату кальцію (CaSiO3), який, як вважають, є четвертим найпоширенішим мінералом на Землі.
Цікаво, що алмаз, в якому містився зразок, є одним з найбільш рідкісних алмазів на Землі. Його можна знайти на глибині близько 700 кілометрів під землею, де тиск в 240 000 разів більше, ніж на поверхні. Вчені вважають, що зразок перовскита силікату кальцію потрапив в пастку всередині алмазу, коли той формувався.
8. Лід
Як ми вже згадували раніше, вчені висунули припущення про існування океану всередині мантії Землі. Вчені вважають, що цей океан утворився, коли вода з океанів планети пішла під землю разом з частинами земної кори.
Вчені знають, що земна кора все ще занурюється в мантію. Але вони не можуть визначити, як довго вона це робить, і який розмір підземного океану. Наскільки нам відомо, його може навіть не бути. Однак недавні відкриття свідчать про те, що він все-таки існує.
У березні 2018 року стало відомо про те, що вчені виявили зразки льоду, «заховані» в алмазах, які утворилися в мантії Землі. Вони вважають, що лід був створений з води, «втягнутою» в мантію. Це відкриття стає цікавішим, коли ми розуміємо, що всередині Землі дуже жарко, а лід не утворюється в жаркій середовищі.
Вчені називають цей ледс- лід VII, і він утворюється тільки на глибині від 610 до 800 кілометрів під землею, де тиск перевищує 24 гігапаскаля. До сих пір в алмазах були виявлені три зразка льоду-VII: два з них були виявлені в шахтах в Південній Африці, а третій – в шахті в Китаї.
7. Рідкі метали
Все коли-небудь знайдені великі алмази утворилися глибоко всередині мантії на глибині між 322-805 кілометрів. Ці алмази іноді містять домішки, які насправді є металами, присутніми всередині мантії Землі. Вчені часто вивчають ці алмази, щоб мати уявлення про те, що міститься в мантії.
Проаналізувавши 53 таких алмазу, вчені виявили, що мантія Землі містить багато заліза і нікелю, а також сліди метану, водню і граната. Цікаво, що вони не знайшли ніяких слідів кисню. Це суперечить припущенню, що всередині мантії міститься велика кількість кисню.
6. Гарцбургітовие включення
Про гарцбургітових включених, різновиди породи, ви, напевно, ніколи не чули. Це категорія перідотітового порід, які є найпоширенішими породами, знайденими в мантії Землі. Через їх велику кількість в мантії, вчені часто датують діаманти, грунтуючись на гарцбургітових включених, які в них містяться.
Кілька дослідників з Амстердамського Вільного Університету (Vrije University) зробили цікаве відкриття, датувавши 26 алмазів, що містять гарцбургітовие включення. Дев’ять з цих алмазів були сформовані близько трьох мільярдів років тому, коли великий континент розпався на більш дрібні континенти, що призвело до сильного підвищення температури глибоко під землею.
Дослідники виявили, що 10 з алмазів було всього 1,1 мільярда років, що дуже небагато по земній шкалою. Фактично, це був перший раз, коли вчені знайшли алмази, вік яких склав мільярд років. Зазвичай вік цих дорогоцінних каменів обчислюється кількома мільярдами років, тому що Земля в той час була надзвичайно гарячою. А один мільярд років тому планета була дуже холодною, щоб утворювалися алмази.
Однак вчені вважають, що необхідну температуру забезпечило потужне виверження вулкана, яке сталося на території сучасного Зімбабве. Їх відкриття дозволяє по-новому поглянути на технологію видобутку алмазів, оскільки в перспективних шахтах розробники часто перевіряють вік гарцбургітових включень.
5. Молекула бору
Фото: Live Science
Як правило, вага в каратах є одним з факторів, що визначають цінність алмаза. Чим вище вага в каратах, тим вище ціна, і навпаки. Однак колір алмаза (який обумовлений наявністю інших мінералів) також впливає на ціну. Чим більше він рідкісний, тим вище ціна. Блакитні діаманти-це другі по рідкості діаманти, і вони досить дорогі. (Червоні діаманти-най рідкісні).
У 2016 році на аукціон було виставлено діамант Cullinan Dream blue вагою в 24,18 карата, ціна якого склала 23 мільйони доларів. Блакитні алмази рідкісні, тому що вони є найбільш глибоко розташованими алмазами. Вони формуються глибоко всередині нижньої мантії між 410-660 кілометрами під землею. Для порівняння, звичайні алмази формуються на глибині між 150-200 кілометрами під землею.
Колір блакитних діамантів обумовлений що містяться в них бором, який рідко зустрічається під землею. Велика частина світових запасів бору знаходиться на поверхні в океанічній корі Землі. Отже, яким чином бор виявився в нижній мантії і навіть всередині самого глибоко розташованого і другого за величиною алмазу в світі?
Вчені не впевнені, але вони припускають, що бор потрапляє в землю, коли більш щільна тектонічна плита падає вниз і йде під менш щільну тектонічну плиту. Потім бор з щільною тектонічної плити потрапляє під землю разом з метаном, воднем і океанської водою.
4. Кіаніт
Хоча це трапляється рідко, іноді в алмазах виявляються інші дорогоцінні камені, такі як рубін або кианит. Ми вже згадували, що алмази блакитні, коли в них є бор, але вони можуть бути блакитними і тому, що всередині є кіаніт.
Кіаніт також може бути сірим, зеленим, помаранчевим, білим, жовтим або навіть безбарвним. Синій кианит є найбільш цінним, хоча білий кианит зустрічається рідше. Продавці – шахраї іноді видають синій кіаніт за дорожчий сапфір.
3. Мутував атоми вуглецю
Чистий вуглець існує в трьох основних формах: алмаз, графіт і бакмінстерфуллерен. Проте, вчені виявили дві інші форми, які містять мутував форми вуглецю, що робить їх більш твердими, ніж алмаз. Цікаво, що вчені передбачили існування цих кристалів задовго до того, як їх існування підтвердилося.
Надтверді кристали були виявлені не на Землі. Замість цього вони містилися в метеориті Havero, що належить класу Урейлітов, і впав в Фінляндії в 1971 році. В метеоритах цього виду часто міститься графіт і алмази.
Вчені вважають, що надтверді кристали спочатку були графітом, який нагрівся, коли метеорит увійшов в атмосферу Землі. Це викликало хімічну реакцію, яка змусила атоми вуглецю мутувати, і вийшов надтвердих кристал.
На жаль, вчені не змогли визначити твердість кристалів, тому що вони були занадто маленькими. Проте, вони були твердіші за алмаз, тому що їх не можна було відполірувати діамантовою крихтою.
2. Вуглець-12
У 1983 році в Джек Хіллс (Jack Hills) в Західній Австралії дослідники з Університету Картина (Curtin University) виявили 22 алмазу всередині кількох цирконієвих кристалів. Дослідження алмазів показало, що вони складаються з вуглецю-12 (він же легкий вуглець). Знахідка була дивовижною, бо алмази, що містять велику кількість вуглецю-12, утворюються тільки тоді, коли навколо є живі організми.
Вчені встановили, що алмази сформувалися 4,2 мільярда років тому, а цирконій – 4,4 мільярда років тому. Вчені завжди вважали, що перший одноклітинний організм з’явився 3,5 мільярда років тому. Однак, алмази довели, що одноклітинні організми, ймовірно, існували протягом гадейского еону, на 700 мільйонів років раніше.
У той час Земля була жахливим місцем для життя, навіть для самих крихітних організмів. На планеті було дуже жарко. Замість води океан наповнювала магма надвисокого тиску. Вчені підозрюють, що, якщо вуглець-12 створили живі організми, то він міг бути занесений на Землю метеоритами.
1. ферроперіклазів
Рідко можна знайти алмази, що утворилися дуже глибоко в мантії Землі. Проте, дослідники з Американського інституту геммологи (Gemological Institute of America) вважають, що вони, можливо, знайшли кілька з таких мінералів. Ці алмази містять ферроперіклазів, який є глибоко всередині мантії Землі.
Алмази, що містять ферроперіклазів, легко впізнавані, тому що вони райдужні. Вони змінюють свій колір залежно від кута, під яким вони розглядаються, і кута падіння світла – як це відбувається з мильною бульбашкою. Ніхто не знає, чому ферроперіклазовие алмази поводяться таким чином, але однією з можливих причин є наявність в них магнезіоферріта.
Однак, не всі алмази, що містять ферроперіклазів, здатні переливатися різними кольорами. Деякі просто прозоро-коричневі. Крім того, наявність ферроперіклазів не достатня доказ того, що алмаз утворився в мантії. Такі алмази можуть також утворюватися високо над мантією в місцях, де спостерігається нестача кварцу.
