У гігантських алмазах знайшли сліди рідкого металу з мантії Землі

Міжнародна група геохіміків провела аналіз складу рідкісних гігантських алмазів і з'ясувала, що вони утворилися в рідкій металевій фазі глибоких шарів мантії Землі. Опис дослідження опубліковано в журналі.

Мантія - частина Землі, яка розташована безпосередньо під корою над ядром Землі, в ній міститься велика частина речовини планети. Однак дослідити склад мантії безпосередньо не представляється можливим: вона не виходить на земну поверхню і досі не досягнута глибинним бурінням. Велика частина інформації про мантію отримана непрямими методами, один з яких - вивчення фрагментів мантійних порід, що виносяться на поверхню мантійними розплавами - наприклад, такими як кімберлити і лужкові базальти. Це ксеноліти, ксенокристи та алмази. Останні займають серед джерел інформації про мантію особливе місце. Саме в алмазах виявлені включення глибинних мінералів, які, можливо, походять з нижнього шару мантії. Таким чином, алмази представляють собою найглибші фрагменти землі, доступні безпосередньому вивченню.

Згідно з сучасними дослідженнями, мантія землі складена головним чином окисленими ультраосновними породами: перовскітами, перидотитами і меншою мірою основними породами - еклогітами. Також відомо, що зовнішній шар ядра Землі складається з рідких сплавів заліза і нікелю, і існує версія про наявність в нижніх шарах мантії осадових сплавів заліза, однак, питання про окислювально-відновлювальний режим в глибоких шарах мантії залишалося відкритим.

У новій роботі геохіміки досліджували склад 53 гігантських алмазів, які відрізняються від своїх побратимів не тільки розмірами, а й чистотою (вони містять набагато менше азотних домішок), а також формою - в необробленому вигляді вони мають неправильну форму; всі вони належать до діамантів рідкісного типу II. До цього ж типу належать легендарні алмази Кохінур і Куллінан. Вчені вважають, що за сукупністю відмінних характеристик ці алмази можна віднести до окремої генетичної групи.

У новій статті об'єктом хімічного та мінералогічного аналізу стали кілька тисяч осколків, що залишилися після огранювання великих алмазів. З'ясувалося, що ці зразки містять включення сплавів заліза, нікелю, вуглецю і сірки, оточені тонким шаром метану і водню, а також деяких сполук перовскиту. Мінеральні включення з переважанням металів у своєму складі, разом з незначним вмістом летючих речовин говорять про формування цих великих алмазів у металонасиченому середовищі. Вчені припускають, що такі алмази могли сформуватися в кишенях мантії, заповнених рідким металом, які забезпечують необхідний простір і тиск для зародження алмазу (сильним тиском пояснюється і неправильна форма алмазів цієї групи).

Оскільки алмази вивчення були знайдені на різних континентах Землі і їх передбачуваний вік варіюється від мільярда років (Куллінан) до 90 мільйонів років (зразок з Лесото), вчені припускають, що рідкі металеві фази досить широко поширені і стійкі в мантії. За словами вчених, виявлення рідких металевих фаз дає переконливе свідоцтво про наявність областей з сильними відновлювальними властивостями в мантії землі.