A világ legnagyobb, legértékesebb gyémántja folyékony fém zsebekben születhet, amelyek a föld mélyén helyezkednek el - talál egy új tanulmány.
Ez a felfedezés azt sugallja, hogy a folyékony fém zsebek, amelyek a Föld köpenyének teljes rétegében, a bolygó kéregének és a magjának között meghajlottak, kulcsszerepet játszhatnak abban, hogy a szén és más elemek miként mozgatják az életciklusot a Föld belseje és a bolygó felülete között - mondta a kutatók.
Általában a gyémántok mélyen a Föld köpenyének forró kőzetében képződnek, és vulkanikus kitörésekkel a felszínre emelkednek. A legnagyobb drámai minőségű gyémánt, amelyet eddig találtak, a Cullinan gyémánt, amelyet Dél-Afrikában fedeztek fel 1905-ben. A 3 106,75 karátos gyémánt, amelyet később több csiszolt darabokra daraboltak, eredetileg 1,37 lbs súlyú volt. (621,35 gramm), és körülbelül 3,86 hüvelyk (9,8 cm) volt.
A korábbi kutatások azt mutatták, hogy a világ legnagyobb drágakő-gyémántok nemcsak méretükben, hanem összetételükben és szerkezetükben is kitűnnek a kisebb ékszerekből.
"Nagyon kevés bennük rekedtek bennük - azaz olyan anyag, amely nem gyémánt" - mondta Evan Smith, a tanulmány vezető szerzője, a New York-i Amerikai Gemológiai Intézet geológusa. "Ugyancsak viszonylag tisztaak, ami azt jelenti, hogy ezeknek a gyémántoknak a többsége csak szénatomokból készül, ellentétben sok más gyémánttal, amelyek itt és ott nitrogénatomokat tartalmaznak, helyettesítve szénatomjaikat."
Ezen túlmenően, amikor a legnagyobb gyémántok durva, csiszolatlan állapotban vannak, "szabálytalan alakúak, mint egy nyalóka, amely már valaki a szájában volt, a szép, szimmetrikus kristályok helyett, amelyekre gyakran gondolkodnak a gyémántokkal". Smith mondta a Live Science-nek.
Ezek a különbségek arra késztették a tudósokat, hogy a nagy gyémántok eltérő módon alakulhatnak ki a kisebb, gyakoribb gyémántoktól. A világ legnagyobb drágakő-minőségű gyémántok "annyira érnek pénzt, hogy nagyon nehéz hozzáférni hozzájuk kutatás céljából" - mondta Smith. Ez bizonytalan tanulmányokkal oldotta meg a nagy drágakövek eredetének rejtélyét - magyarázta.
Most Smith és kollégái elemezték az ilyen ékszerek 42 kész példányát, amelyeket egyenként néhány órán keresztül kölcsönadtak a kutatóknak. Ezenkívül a tudósok két befejezetlen mintát és kilenc úgynevezett "kivágást" megvizsgáltak. Az ékszer felületének vágása és csiszolása után maradt darabokat a lehető legnagyobb szikra elérése érdekében megvizsgálták.
A kutatók apró fémes szemcséket észleltek a minták belsejében. A zárványok szilárdított vas-, nikkel-, szén- és kén-keverékekből álltak, és ezeknek a kombinációknak a sokszor még nem látott elemeit - mondta Steven Shirey, a tanulmány társszerzője, a washingtoni Carnegie Tudományos Intézet geokémikusa. A tudósok metánnyomokat is észleltek. és hidrogén a vékony terekben ezen zárványok és a burkoló gyémánt között.
A fémszemcsék bizonyítékok arra, hogy a hatalmas gyémántok valószínűleg szokatlan eredetűek - mondták a kutatók. Ezen fém zárványok kémiája azt sugallja, hogy a nagy gyémántok fém folyadék zsebéből kristályosodnak. Ezzel szemben más gyémántok valószínűleg szén-, oxigén- és hidrogénatommal töltött kémiai levesből származnak, mondta Smith.
A kutatók által vizsgált minták számos olyan szilíciumot hordozó ásványi zárványt tartalmaztak, amelyek a szélsőséges mélységben tapasztalható nagy nyomáson képződnek - mondta a tudósok. A kutatók becslése szerint a nagy gyémántok "szuper mély" drágakövek, amelyek valószínűleg körülbelül 254-410 mérföld (410-660 kilométer) mélyén alakulnak ki. Összehasonlításképpen, a korábbi kutatások azt sugallták, hogy a legtöbb más drágakő gyémánt csak 150 - 200 km-es mélységben képződik.
Ezek az eredmények közvetlen bizonyítékokat szolgáltatnak a Föld köpenyében már hosszú ideje gyanított, elméletileg előre jelzett kémiai reakciókról, amelyek fémes vas-nikkel ötvözet zsebeket hoznak létre, mondta Smith. A Föld köpenyében lévő vas és nikkel nagy része ezzel szemben általában oxigénhez vagy más vegyi anyaghoz kötődik - magyarázta.
Noha a nagy gyémántok és a gyakoribb gyémántok néha együtt találhatók, ez nem azt jelenti, hogy együtt alakultak ki, Shirey mondta a Live Science-nek. Ehelyett ugyanaz a mágia, amely felfelé áramlik, hogy a nagy gyémántokat felszínre hozza, a kisebb sekély mélységben képződött gyémántokat is elhúzhatja - mondta.
Ezeket az eredményeket nem szabad arra utalni, hogy "a Föld köpenyében folyékony fém óceánja van" - mondta Smith. A folyékony fém valószínűleg csak olyan zsebekben érkezik, amelyek "valószínűleg ököl méretűekre korlátozódnak, ha azt hiszem, hogy az egész köpenybe vannak töltve" - tette hozzá.
"Ennek a fém vasnak nincs sok része - körülbelül körülbelül egy százaléka a köpenyből" - mondta Smith. "Mégis megváltoztatja a mélyebb Földre való gondolkodásmódot, mivel az olyan elemek, mint a szén jól oldódik a fémvasban. Ez azt jelenti, hogy ennek a fémnek a jelenléte befolyásolhatja a szén, nitrogén és hidrogén keringését a mély Földről a felszínre , a Föld köpenyétől egészen a hol élünk. "
A jövőbeni kutatások megvizsgálhatnák, hogy milyen egyéb elemek vannak ezekben a nagy gyémántokban vagy azok kivágásaiban, és milyen izotópok vannak benne, mondta Smith.
"Ez segíthet megvilágítani e fém eredetét. Honnan származik, hogyan formálódik, milyen élettartama van, milyen folyamatokban vesz részt" - mondta.
A tudósok ma (december 15-én) a Science folyóiratban részletezték eredményeiket online.
