Алмаз из глубины 660 км раскрывает секреты Земли: узнайте, как удалось извлечь этот уникальный камень из недр планеты (фото)

Периодически Земля предоставляет нам подсказки о таинственных процессах, происходящих в ее недрах. Речь идет о крошечных хтонических алмазах, которые содержат редкий минерал скеррит. Из этих маленьких фрагментов исследователи могут извлечь ценную информацию о том, что на самом деле происходит в недрах Земли, сообщает Science Alert.

Удивительный алмаз, образовавшийся на глубине примерно 660 километров под поверхностью планеты, теперь стал доступен ученым. Он был найден в алмазной шахте в Ботсване. Этот камень полон изъянов, которые содержат следы рингвудита, ферропериклаза, энстатита и других материалов, указывающих на их возраст. Более того, эти материалы также свидетельствуют о том, что место, где сформировался алмаз — граница между верхней и нижней мантией, известная как 660-километровый разрыв, насыщена водой.

По словам ведущего автора исследования, минералогического физика Тингтинга Гу из Геммологического института Нью-Йорка и Университета Пердью, наличие рингвудита вместе с водными фазами говорит о том, что на этой границе существует влажная среда.

Не секрет, что большая часть поверхности Земли покрыта океанами. Тем не менее, ранее ученые уже доказали, что в недрах нашей планеты скрыт гораздо больший запас воды, чем мы видим на поверхности. В то же время земная кора представляет собой потрескавшуюся и фрагментированную структуру с отдельными тектоническими плитами, которые соприкасаются друг с другом и проскальзывают под краями друг друга. В этих зонах субдукции вода проникает глубже в недра Земли, достигая нижней мантии.

С течением времени, как предполагают ученые, вода возвращается на поверхность через вулканическую активность. Этот процесс всасывания и выброса известен как цикл глубинной воды, который отличается от цикла воды на поверхности. Исследователи подчеркивают, что понимание того, как это работает, и сколько воды там содержится, имеет важное значение для понимания геологической активности Земли. Наличие воды также может влиять на взрывоопасность вулканических извержений и может играть роль в сейсмической активности.

К сожалению, современные технологии пока не позволяют людям погрузиться в недра Земли, поэтому ученым приходится полагаться на доказательства, которые предоставляет сама планета. Например, в форме алмазов, которые образуют кристаллические структуры при экстремальных температурах и давлениях.

В ходе исследования Гу и его коллеги детально изучили этот уникальный алмаз и обнаружили 12 минеральных включений и молочно-белое скопление включений. Затем команда использовала микрорамановскую спектроскопию и рентгеновскую дифракцию, что помогло определить их природу. Среди включений они нашли совокупность рингвудита (силиката магния), находящегося в контакте с ферропериклазом (оксидом магния/железа) и энстатитом (другим силикатом магния с отличным 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 трансформируется в энстатит. Наличие этих минералов в алмазе рассказывает историю его путешествия и указывает на то, что камень образовался глубоко в недрах Земли, а затем поднялся в кору.

Анализ также показал, что рингвудит имеет особенности, которые указывают на его водную природу — то есть, он образовался 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 сформировался алмаз, была влажной.

Стоит отметить, что ученые уже ранее находили доказательства наличия воды в переходной зоне, однако их было недостаточно для оценки запасов воды в недрах Земли. Теперь работа Гу и его коллег указывает на то, что в недрах Земли происходят процессы насыщения. Предыдущие исследования показали, что Земля поглощает гораздо больше воды, чем считалось ранее. Это может, наконец, дать нам ответ на вопрос о том, где она хранится.