Алмаз с глубины 660 км раскрывает тайны Земли: как удалось заполучить камень из недр планеты (фото)

Время от времени Земля извергает подсказки о загадочных процессах, происходящих в ее недрах. Речь о крошечных хтонических алмазах, заключающих в себе скеррики редкого минерала. Из этих крохотных фрагментов ученые могут почерпнуть крупицы информации о том, что на самом деле происходит в недрах Земли, пишет Science Alert.

Удивительный алмаз, образовавшийся на глубине около 660 километров под поверхностью планеты, теперь оказался в руках ученых. Он был найден в алмазной шахте в Ботсване. Камень пронизан изъянами, содержащими следы рингвудита, ферропериклаза, энстатита, а также других материалов, указывающих на их возраст. Более того, следы этих материалов также указывают на то, что среда, где образовался алмаз — раздел между верхней и нижней мантией, также известный как 660-километровый разрыв, богатый водой.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам ведущего автора исследования, минералогического физика Тингтинга Гу из Геммологического института Нью-Йорка и Университета Пердью, наличие рингвудита вместе с водными фазами указывает, что в этой границе царит влажная среда.

Не секрет, что большая часть поверхности Земли покрыта океаном. Однако ранее ученые уже доказали, что в недрах нашей планеты скрыт значительно больший запас воды, чем мы видим на ее поверхности. В то же время земная кора — потрескавшаяся и фрагментированная структура с отдельными тектоническими плитами, которые соприкасаются друг с другом и проскальзывают под краями друг друга. В этих зонах субдукции вода просачивается глубже в недра Земли, достигая ее нижней мантии.

Со временем, как полагают ученые, вода возвращается на поверхность посредством вулканической активности. Этот цикл всасывания-выплескивания известен как цикл глубинной воды, отдельный от цикла воды, действующего на поверхности. Ученые отмечают, что знание того, как это работает, и сколько там воды, важно для понимания геологической активности Земли. Присутствие воды также может влиять на взрывоопасность вулканического извержения и, вероятно, играет роль в сейсмической активности.

Увы, технологии все еще не позволяют людям опуститься в недра Земли, а потому ученым приходится использовать доказательства, которые предоставляет сама планета. Например, в форме алмазов, которые образуют кристаллические клетки при экстремальной жаре и давлении.

В ходе исследования Гу с коллегами подробно изучили этот особенный алмаз и обнаружили 12 минеральных включений и молочно-белое скопление включений. Далее команда использовала микрорамановскую спектроскопию и рентгеновскую дифракцию, что помогло определить их природу. Среди включений они обнаружили совокупность рингвудита (силиката магния) в контакте с ферропериклазом (оксид магния/железа) и энстатитом (еще один силикат магния с другим составом).

При высоких давлениях в переходной зоне рингвудит распадается на ферропериклаз и еще один минерал — бриджманит. При более низких давлениях ближе к поверхности планеты бриджманит превращается в энстатит. Присутствие этих минералов в алмазе рассказывает историю о путешествии и указывает на то, что камень образовался глубоко в недрах Земли, а затем вернулся в кору.

Анализ также показал, что рингвудит имел особенности, предполагающие, что он является водным по своей природе — то есть, минералом, образованным в присутствии воды. Между тем, другие минералы, обнаруженные в алмазе, такие как брусит, также являются водными. Эти подсказки указывают на то, что среда, в которой образовался алмаз, была влажной.

Отметим, что ученые и ранее находили доказательства наличия воды в переходной зоне, однако их было недостаточно, чтобы оценить запасы воды в недрах Земли. Теперь работа Гу с коллегами указывает на то, что в недрах Земли происходит плескание. Предыдущие исследования показали, что Земля всасывает гораздо больше воды, чем мы думали ранее. Это может наконец дать нам ответ на вопрос, где она хранится.

Ранее Фокус писал о том, что в Земле скрыт огромный запас воды, который мы не видим: в три раза больше чем Мировой океан.