Мать-природа продолжает удивлять и радовать нас. Подобно тому, как человечество, кажется, «взломало код» создания алмазов здесь, в лабораториях, она улыбается и делится с нами своими тайнами, которые нам еще предстоит разгадать.
Категории алмазов
Знаете ли вы, что алмазы можно разделить на категории в зависимости от того, где они образовались в земле? Таких категорий три.
Основная категория – литосферные алмазы. Они образовались в земной литосфере, на глубине примерно 144–209 километров под поверхностью. Эта категория, безусловно, является самой распространенной и составляет подавляющее большинство природных бриллиантов, установленных в ювелирных изделиях. Если вы сейчас носите бриллианты, вероятно, что они литосферного происхождения.
Вторая категория – океанические алмазы. Эти алмазы образовались рядом с регионами, которые в какой-то момент истории были покрыты, как вы уже догадались, океанами. Они привлекательны из-за своего базового углеродного состава.
Давайте познакомимся с этой второй категорией поближе.
Жизнь существует на Земле 3,7 миллиарда лет. Одним из способов, которым ученые подтвердили это, является изучение состава алмазов, образовавшихся в земной коре, которая когда-то была покрыта океанами. Останки когда-то живых существ оставили после себя органический углерод. Эти алмазы, образовавшиеся из смеси неорганического и органического углерода, имеют более светлый изотоп углерода, чем более распространенные перидотитовые алмазы, образовавшиеся в кимберлитах и лампроитах.
С научной точки зрения, обычные перидотитовые алмазы имеют более высокие уровни δ13C (дельта-C-тринадцать), чем океанические алмазы, где значение δ13C падает из-за более легкой сигнатуры органических изотопов.
Резюме:
Обычные перидотические алмазы = высокое значение δ13C.
Океанические алмазы из «живого углерода» = низкое значение δ13C.
«Сверхглубокие» алмазы
Сверхглубокие континентальные алмазы образовались глубоко под литосферой, в переходной зоне между верхней и нижней мантией, на глубине от 290 до 998 километров.
Это нужно рассматривать в перспективе. Учтите, что линия Кармана, международно признанная граница космоса, проходит на высоте примерно 100 километров над поверхностью земли. Международная космическая станция вращается вокруг нашей планеты на высоте 402 километров. Самое большое расстояние, на которое люди искусственно проникли под землю, составляет чуть более 12 километров.
Сверхглубокие алмазы могут транспортироваться на более мелкие глубины через конвекционные ячейки мантии, а затем подниматься на поверхность в результате извержений кимберлитов, что позволяет ученым изучать их «глубоко» и детально.
Откровение №1
Согласно исследованию, опубликованному в августе 2021 года на сайте Nature.com, некоторые океанические алмазы, образовавшиеся миллиарды лет назад, имеют форму и состав искусственных синтетических алмазов HPHT.
Такие океанические алмазы имеют морфологическое сходство с синтетическими алмазами, например, они имеют форму от идиоморфной до субидиоморфной, кубо-октаэдрическую форму и низкую агрегацию азота, что заставило некоторых усомниться в их естественном происхождении.
Это интригует само по себе. В наши дни мы склонны связывать низкое содержание азота или его полное отсутствие (тип IIa) в алмазах ювелирного качества со стерильным, контролируемым искусственным производством. В частности, необработанные алмазы типа IIa кубо-октаэдрической формы связаны с процессом выращенного в лаборатории алмаза под высоким давлением и высокой температурой (HPHT), который имитирует природу.
Откровение № 2
Еще более захватывающее открытие связано с предубеждением, что сверхглубокие алмазы образовались из неорганического основного углерода, как и наиболее распространенные перидотитовые алмазы, достигающие поверхности.
При рассмотрении сверхглубокие алмазы имеют значения δ13C, более близкие к значениям океанических алмазов, что подразумевает наличие органического углерода. Тот факт, что эти алмазы образовались из основного углерода ранее живых существ, поражает.
Это исследование обеспечивает основу для лучшего понимания связей между всеми тремя категориями алмазов, связывая их с «мантийными шлейфами, вздутием горячих пород, вызванным тектоникой плит, и циклом суперконтинента из более глубоких слоев земли», но в конечном итоге признает присутствие переработанного органического углерода в сверхглубоких алмазах. А это требует дополнительного изучения.
Источник информационного материала и иллюстраций: https://www.igi.org/gemblog/the-mystery-of-super-deep-diamonds/