Внутри крошечного алмаза нашли более мелкие кристаллы невиданного ранее минерала, составляющего 5 процентов нижней мантии.
Древний алмаз, найденный в Ботсване, содержит невиданный ранее минерал, добытый из глубины Земли. Минерал, получивший название давемаоит, дает возможность узнать химический состав глубин Земли.
Алмаз был добыт в шахте Орапа, Ботсвана, имел ширину около 4 миллиметров и вес 81 миллиграмм. В 1987 году дилер продал камень ученому из Калифорнийского технологического института, который изучал алмазы, но ни дилер, ни ученый не знали, насколько он особенный.
Сейчас алмаз находится в Музее естественной истории округа Лос-Анджелес в Калифорнии. Недавно он был проанализирован Оливером Чаунером (Oliver Tschauner) из Университета Невады в Лас-Вегасе, который ищет так называемые «сверхглубокие алмазы», способные рассказать нам о глубоких недрах Земли.
Большинство алмазов образуются в 120–250 километрах под землей, но алмазы сверхглубокой разновидности рождаются в нижней мантии Земли, которая начинается в 660 километрах от поверхности.
Когда Чаунер и его коллеги изучили алмаз Ботсваны с помощью рентгеновских лучей, они обнаружили крошечные кристаллы другого минерала, заключенные внутри. Они использовали лазер, чтобы извлечь эти кристаллы, а затем применили метод, называемый масс-спектрометрией, чтобы увидеть, из чего они сделаны.
Крошечные кристаллы оказались формой силиката кальция, которая, как предполагалось, существует в нижней мантии, но никогда ранее не наблюдалась. Молекулы внутри него принимают особую кубическую форму, известную как структура перовскита.
Атомный состав этого конкретного перовскита, который в основном содержит кальций, кремний и кислород, показывает, что он мог образоваться только в экстремальных условиях нижней мантии, где давление более чем в 200 000 раз превышает давление на поверхности Земли. В поверхностных условиях силикат кальция обычно находится в виде белого минерала, называемого волластонитом, который имеет игольчатые кристаллы.
Чаунер и его коллеги назвали новый силикат кальция давемаоит в честь исследователя глубин Земли Хо-Квана «Дэйва» Мао (Ho-Kwang «Dave» Mao) из Научного института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия.
Обычно из-за сильного падения давления кристаллическая структура давемаоита разрушалась, когда ее поднимали на поверхность Земли. Но поскольку минерал был заключен в твердый алмаз, он сохранился в своем долгом путешествии до рудника, которое, вероятно, заняло от 100 миллионов до 1,5 миллиарда лет.
«Когда мы вскрыли алмаз, давемаоит оставался нетронутым около секунды. Затем мы увидели, как он расширился и вздулся под микроскопом и фактически превратился в стекло», – говорит Чаунер.
Считается, что давемаоит составляет около 5 процентов нижней мантии Земли. Минерал может содержать радиоактивные элементы, такие как уран, торий и калий-40, которые нагревают Землю при распаде. «Без этих радиоактивных элементов к настоящему времени Земля остыла бы», – говорит Дэвид Филлипс (David Phillips) из Мельбурнского университета в Австралии.
Давемаоит, найденный в ботсванском алмазе, также содержал немного натрия и калия, что удивительно, поскольку считается: эти элементы в основном находятся в земной коре, а не глубоко в мантии. «Это показывает, что поверхностный материал перерабатывается обратно в мантию», – говорит Филлипс.
Чаунер и другие исследователи продолжают свою охоту за сверхглубокими алмазами в надежде найти больше скрытых минералов.
Источник информационного материала и иллюстраций: https://www.newscientist.com/article/2296899-new-mineral-davemaoite-discovered-inside-a-diamond-from-earths-mantle/