Говорящие алмазы

Мы привыкли считать, что бриллианты - лучше друзья девушек, но оказывается, что и геологи их любят. И не только те, что добывают их ради денег, но и те, кто изучает нашу родную планету без финансового интереса.

Речь пойдёт даже не про обычные бриллианты, а про особо редкие - голубые. Они очень ценятся на рынке, но мало кто знает, что они имеют свой цвет за счёт включений бора, лёгкого элемента, который редко встречается в коре и, особенно, мантии Земли - его выталкивает вверх, в атмосферу. Если учесть, что для образования алмазов из которых делают бриллианты, требуется высокая температура и огромное давление, то наличие бора в алмазах вызывает серьёзные вопросы, так как они могут образовываться только на большой глубине, где не должно быть бора. И действительно его там почти нет, потому голубые алмазы так редки.

Однако, голубые алмазы всё же есть и возникает вопрос, как они формируются и откуда берётся бор. И тут начинается детективная работу геологов, о которой подробно рассказывается на замечательном сайте Элементы науки. Мы не будем углубляться и изучать формулы сложных минералов и то, как они метаморфизируют при изменении давления и температуры. Вот вам много понятно в такой фразе?

 К примеру, гранат мейджорит (majorite) Mg3(Fe2+, Si, Al)2(SiO4)3 при снижении давления становится смесью граната Mg3Al2Si3O12 и пироксена (Mg, Fe, Al)2Si2O6, а стабильный при давлениях выше 6 ГПа стишовит (stishovite) SiO2 при подъеме на поверхность меняет структуру и превращается сначала в коэсит (с той же формулой), а потом — в кварц.

Я активно работаю с коллегами-геологами, так что представляю о чём тут речь и примерно представляю, что происходит, но думаю, что мои читатели не имеют таких знаний. И не стремятся их получить (могу их понять), так что будем говорить об алмазах и бриллиантах, которые нам как-то ближе.

В чём суть? Бор на большой глубине появляется за счёт субдукции океанической коры, то есть опускание дна океана и налезание на него континента. Океаническая кора со всеми осадками на ней уходит вглубь, где подвергается изменению, можно сказать разложению, в процессе которого отдаёт бор, который накопился в отложениях. Мы не можем проследить, как происходит этот процесс, так как умеем заглядывать на небольшую глубину, всего десятки километров, а тут речь о сотнях километров. А было бы интересно узнать на какую глубину погружаются осадочные породы, как двигаются плиты.

И вот тут-то нам помогают те самые алмазы. Точнее бриллианты, так как именно их в основном использовали учёные: обработанные алмазы, которые хранятся в коллекциях или используются в драгоценностях. Новых, не огранённых голубых алмазов так просто не найти, потому воспользовались имеющимся. Правда из-за стоимости камушков пришлось изучать их лишь с помощью лазеров и других видов излучение - они столько стоят, что никто не дал их разрезать.

А разрезать зачастую очень нужно: практически во всех кристаллах встречаются включения (алмазы не исключение, тоже со включениями - красиво звучит), по составу которых можно многое сказать о месте, времени и условиях происхождении кристалла. Так как алмазы очень прочные, они сохраняют исходное давление и потому минералы во включениях не изменяются, когда алмаз попадает на поверхность, следовательно можно узнать, какой именно был минерал при тех условиях, когда образовывался алмаз. Море полезной информации!

К счастью, современные методы позволяют получить довольно точный состав и информацию о кристаллической решётке минерала неинвазивно. Что и было сделано в большинстве случаев - исключением стал алмаз, у которого при полировке вскрылось включение, что дало возможность точнее изучить его состав.

Изучение включений в бриллиантах из цитируемой статьи.

Так что же стало известно благодаря аккуратному изучению голубых алмазов, что они смогли рассказать упорным учёным?

Оказалось, что океаническая кора опускается ниже, чем предполагалось, что голубые алмазы образуются на глубине более 700 км, то есть уже в нижней мантии, практически на границе с ядром планеты. То есть существует транспорт лёгких элементов и воды на огромную глубину, что планета весьма эффективно перемешивается. После формирования кристаллов на этой огромной глубине, они поднимаются на поверхность путём мантийного апвеллинга (движение массы вверх) и при извержениях вулканов. 

Вот так косвенные данные, а не прямое наблюдение позволяет узнать о том, что происходит в таких труднодоступных, как нижняя мантия Земли, где какие-то просто безумные температура и давление.

 

 

наукагеологияалмазыpskmerk
27
3.872 GOLOS
0
В избранное
Наука
Конкретно наука
27
0

Зарегистрируйтесь, чтобы проголосовать за пост или написать комментарий

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты. Голосующие читатели также получают вознаграждение за свои голоса.

Зарегистрироваться
Комментарии (4)
Сортировать по:
Сначала старые