Раскрыт секрет рождения алмазов из осадочных пород

Россия, Германия

• Горная порода

Ученые из "Сколтеха", Национальный исследовательский технологический университет "МИСИС" и Леонид Дубровинский из университета Байерта (Германия) обнаружили, что основная роль в образовании алмазов в глубинах земной мантии принадлежит соединениям железа и углекислоты. Эти вещества дают возможность заготовкам будущих алмазов выдерживать сверхвысокие давление и температуру. Статья об исследовании опубликована в Nature Communications.

Природные алмазы обычно связаны с кимберлитовыми трубками. Это вертикальные каналы в земной коре, которые образуются поднимающейся наверх магмой. Но образуются алмазы не в них, а глубоко ( в нескольких сотнях километров) в мантии планеты. И было не понятно, каким образом заготовки будущих алмазов умудряются сохраниться на огромных глубинах при температуре 2,2 тысяч градусов Цельсия и давлении, в миллион раз превышающее нормальное атмосферное и как эта вязкая субстанция ухитряется подняться потом с глубины.

Геологи считают, что алмазы рождаются из осадочных горных пород, в которых есть карбонаты. Это соединения угольной кислоты и ионов металлов. Однако выяснилось, что при экстремальных условиях недр эти соединения распадаются, не достигнув нужной глубины. Теперь исследователи обнаружили, что одна их форма, на которую раньше не обращали внимания, ведет себя иначе. А именно, кристаллы сидерита, карбоната железа, которые образуются в гидротермальных источниках и отложениях осадочных пород.

При сверхвысоких давлении и температуре они не распадаются, а изменяют структуру - атомы железа окисляются и теряют электрон, а угольная кислота присоединяет атом кислорода и превращается в ортоугольную. Получившаяся структура очень устойчива, а ее форма напоминает строение алмазов в атомном масштабе. Ортоугольная кислота дает возможность карбонатам погрузиться в недра Земли на 2,5 тысячи километров и при этом не распадаться, сохраняя таким образом родительское вещество для последующего формирования алмазов.

Вера Максимова, 28.07.2017 15:09