Maailma suurimad, kõige väärtuslikemad teemandid võivad sündida vedelas metallitaskus, mis asub sügaval Maa sees, leiab uus uuring.
See avastus viitab sellele, et vedela metalli taskud, mis on läbistatud kogu Maa vahevöökihis, planeedi kooriku ja südamiku vahel, võivad mängida võtmerolli selles, kuidas süsinik ja muud elemendid võtavad elutsüklit Maa sisemuse ja planeedi pinna vahel, ütlesid teadlased.
Üldiselt moodustuvad teemandid sügaval Maa vahevöö kuumades kivimites, tõustes pinnale vulkaanipursete tagajärjel. Suurim tänaseks leitud kalliskivikvaliteediga teemant on Cullinani teemant, mis kaevati Lõuna-Aafrikas välja aastal 1905. 3 106,75 karaadine teemant, mis hiljem tükeldati mitmeks poleeritud tükiks, kaalus algselt 1,37 naela. (621,35 grammi) ja oli umbes 9,8 sentimeetrit pikkusega 3,86 tolli.
Varasemad uuringud leidsid, et maailma suurimad kalliskvaliteediga teemandid paistavad väiksemate juveelide seast silma mitte ainult suuruse, vaid ka koostise ja struktuuri poolest.
"Neil on väga vähe sisselõikeid - see on materjal, mis pole teemant - lõksus," ütles uuringu juhtiv autor Evan Smith, New Yorgi Ameerika gemoloogilise instituudi geoloog. "Need on ka suhteliselt puhtad, mis tähendab, et enamus neist teemantidest on valmistatud lihtsalt süsinikuaatomitest, erinevalt paljudest teistest teemantidest, mis sisaldavad siin ja seal lämmastikuaatomeid, asendades nende süsinikuaatomid."
Lisaks, kui suurimad teemandid on nende töötlemata ja poleerimata olekus, "on need ebakorrapärase kujuga, nagu pulgakomm, mis on juba mõnda aega suus olnud, nende toredate, sümmeetriliste kristallide asemel, mida teemantidega sageli mõeldakse". Smith rääkis Live Science'ile.
Need erinevused panid teadlased spekuleerima, kas suured teemandid võivad väiksematest, tavalisematest teemantidest moodustuda erineval viisil. Maailma suurimad kalliskvaliteediga teemandid on aga nii palju raha väärt, et nende uurimiseks on väga keeruline pääseda, "ütles Smith. Ta selgitas, et see on tüüpiline uurimus, mis võib lahendada nende suurte kalliskivide päritolu saladuse.
Nüüd on Smith ja tema kolleegid analüüsinud 42 selliste ehete viimistletud eksemplari, mida laenati uurijatele mõneks tunniks korraga. Lisaks uurisid teadlased kahte lõpetamata proovi ja üheksa niinimetatud "väljalõiget" - tükid, mis on alles jäänud juveeli tahkude lõikamiseks ja poleerimiseks maksimaalse sädeluse saavutamiseks.
Teadlased tuvastasid nende proovide sisse lõksus pisikesi metallterasid. Inclitsioonid koosnesid tahkestatud raua, nikli, süsiniku ja väävli segudest - kombinatsioonist, mida kunagi tavalistes teemantides ei nähtud - ütles uuringu kaasautor Steven Shirey, Washingtoni DC Carnegie teaduse instituudi geokeemik Teadlased avastasid ka metaani jäljed ja vesinik nende sisestuste ja ümbritseva teemandi vahel õhukestes ruumides.
Metallilised terad on tõendid selle kohta, et massilistel teemantidel on tõenäoliselt ebatavaline päritolu, ütlesid teadlased. Nende metallide lisandite keemia näitab, et suured teemandid kristalliseeruvad metallilise vedeliku taskutest. Seevastu tõenäoliselt kasvavad teised teemandid keemilisest supist, mis on laetud süsiniku, hapniku ja vesinikuga, ütles Smith.
Mitmetes uuritud proovides oli ka räni kandvaid mineraalseid kandjaid, mis moodustuvad äärmisel sügavusel leiduva kõrge rõhu korral, ütlesid teadlased. Teadlaste hinnangul on suured teemandid ülitähtsad kalliskivid, mis tekivad tõenäoliselt umbes 254–410 miili (410–660 kilomeetrit) sügavusel. Võrdluseks - varasemate uuringute kohaselt moodustas enamik teisi kalliskividega teemante vaid 93–124 miili (150–200 km) sügavusel.
Need leiud annavad otseseid tõendeid Maa vahevöös pikka aega kahtlustatud, teoreetiliselt ennustatud keemiliste reaktsioonide kohta, mis tekitavad metallilise raua-nikli sulami taskud, ütles Smith. Suurem osa maavärvi rauast ja niklist on seevastu tavaliselt seotud hapniku või mõne muu kemikaaliga, selgitas ta.
Kuigi suuri teemante ja tavalisemaid teemante leidub mõnikord koos, ei tähenda see, et need koos moodustati, rääkis Shirey Live Science'ile. Selle asemel võib sama magma, mis voolab pinnale suurte teemantide pinnale toomiseks, tõmmata ka väiksemaid teemante, mis moodustusid madalamas sügavuses, ütles ta.
Neid leide ei tohiks lähtuda sellest, et "Maa vahevöös on sügaval vedela metalli ookean", ütles Smith. Vedel metall tuleb tõenäoliselt ainult taskutesse, "mis on piiratud võib-olla rusikaga, mis on kogu mantli sisse kinnitatud", lisas ta.
"Seda metallist rauda pole palju - vaid umbes 1 protsent vahevööst," ütles Smith. "Sellegipoolest muudab see seda, kuidas peame mõtlema sügavamale Maale, sest sellised elemendid nagu süsinik lahustuvad hästi metallilises rauas. See tähendab, et selle metalli olemasolu võib mõjutada süsiniku, lämmastiku ja vesiniku tsüklit sügavast Maast pinnale , Maa vahevööst sinna, kus elame. "
Tulevased uuringud võiksid uurida, millised muud elemendid on nendes suurtes teemantides või nende väljalõigetes ja millised isotoobid neid sisaldavad, ütles Smith.
"See võib aidata valgustada selle metalli päritolu. Kust see pärineb, kuidas see moodustub, mis elueaga see on, millistes protsessides see osaleb," ütles ta.
Teadlased täpsustasid oma tulemusi täna (15. detsembril) veebis ajakirjas Science.
