Геологи нашли "капсулы времени": алмазы раскрыли тайну, которая скрывалась в недрах Земли.
Учёные говорят о редком окне в историю Земли.
Две алмаза из южноафриканского месторождения помогли ученым заглянуть глубоко под поверхность Земли — на глубину от 280 до 470 километров.
Команда из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружила первые прямые доказательства существования никель-железных металлических сплавов и богатых никелем карбонатов в мантии Земли. Для этого исследователи изучили микроскопические включения внутри алмазов, найденных в руднике Вурсруд в Южной Африке.
Обычно алмазы ценят за красоту, но для геологов они играют совсем другую роль: их включения становятся своеобразными «капсулами времени», сохраняя следы редких процессов, происходящих на сотни километров ниже поверхности.
Мантия — это огромный слой между земной корой и ядром, который управляет вулканизмом, участвует в переработке коры и определяет эволюцию планеты. Модели давно предсказывали, что на глубине около 250–300 километров должны существовать особые сплавы, богатые никелем. Но до сих пор доказательств этому не находили — слишком сложно было получить природные образцы.
Прорыв случился благодаря изучению нано- и микровключений в алмазах. Исследователи обнаружили одновременно никель-железный сплав и богатый никелем карбонат — вещества, которые обычно мгновенно вступают в реакцию и не сосуществуют. Такой парадокс указывает на особый процесс — так называемую метасоматическую реакцию «замораживания окисления». Она происходит, когда окисленный, богатый углеродом расплав проникает в восстановленную породу мантии, содержащую металл. В результате формируются новые карбонаты и окисляется окружающая среда.
Это открытие не только объясняет, как именно образуются алмазы на таких глубинах, но и помогает понять, почему в их кристаллах встречаются атомы никеля. Кроме того, работа дает подсказку о происхождении вулканов: насыщение мантии углеродом и калием в ходе подобных реакций может быть важным этапом образования магм, например кимберлитовых, которые поднимают алмазы на поверхность.
Исследование проводилось совместно с учеными из Университета Невады и Кембриджского университета и опубликовано 22 сентября в журнале Nature Geoscience.