Berlian yang membingungkan dari tambang Afrika Selatan mengandung kimia 'hampir tidak mungkin'
Sepasang berlian Itu membentuk ratusan kilometer jauh di dalam mantel lunak Bumi keduanya mengandung bintik -bintik bahan yang terbentuk di lingkungan kimia yang sepenuhnya berlawanan – kombinasi yang sangat tidak biasa sehingga para peneliti berpikir bahwa koeksistensi mereka “hampir tidak mungkin.” Kehadiran zat-zat ini menyediakan jendela ke dalam kemajuan kimia mantel dan reaksi yang membentuk berlian.
Dua sampel berlian ditemukan di tambang Afrika Selatan. Seperti halnya banyak batu permata berharga lainnya, mereka mengandung apa yang disebut inklusi – sedikit batu di sekitarnya yang ditangkap sebagai berlian terbentuk. Inklusi ini dibenci oleh sebagian besar perhiasan tetapi merupakan sumber informasi yang menarik bagi para ilmuwan. Itu terutama benar saat Berlian terbentuk jauh di dalam mantel yang tidak terjangkaukarena mereka membawa inklusi ini pada dasarnya tidak terganggu ke permukaan-satu-satunya cara mineral tersebut dapat naik ratusan kilometer tanpa diubah dari keadaan mantel dalam aslinya.
Dua sampel berlian baru masing -masing mengandung inklusi mineral karbonat yang kaya oksigen Atom (negara yang dikenal sebagai oksidasi) dan paduan nikel miskin oksigen (negara yang dikenal sebagai berkurang, dalam bahasa kimia). Sama seperti bagaimana asam dan basa segera bereaksi untuk membentuk air dan garam, mineral karbonat teroksidasi dan logam yang dikurangi tidak hidup berdampingan lama. Biasanya, inklusi berlian hanya menunjukkan satu atau yang lain, sehingga kehadiran kedua Yaakov Weiss yang bingung, seorang dosen senior dalam ilmu bumi di Universitas Ibrani Yerusalem, dan rekan -rekannya – sedemikian rupa sehingga mereka awalnya mengesampingkan sampel selama setahun dalam kebingungan, katanya.
Tetapi ketika mereka menganalisis ulang berlian, para peneliti menyadari bahwa inklusi menangkap snapshot dari reaksi yang membuat batu berkilau dan mengkonfirmasi untuk pertama kalinya berlian dapat terbentuk ketika mineral karbonat dan pengurangan logam dalam mantel bereaksi. Sampel baru adalah pertama kalinya para ilmuwan pernah melihat titik tengah dari reaksi yang ditangkap dalam berlian alami.
“Ini pada dasarnya dua sisi dari [oxidation] Spectrum, “kata Weiss, penulis senior studi baru yang menggambarkan temuan itu, yang diterbitkan pada hari Senin di Alam geosains.
Temuan ini memiliki implikasi untuk apa yang ada di tengah mantel mantel. Saat Anda melakukan perjalanan lebih dalam ke bumi, jauh dari permukaan, batu dan mineral menjadi semakin berkurang, dengan lebih sedikit dan lebih sedikit molekul oksigen yang tersedia, tetapi ada sedikit bukti langsung dari pergeseran ini dari mantel.
Perhitungan teoritis telah memberi para peneliti gagasan tentang bagaimana planet ini bergeser dari teroksidasi menjadi berkurang dengan kedalaman. “Kami tahu tentang pengurangan itu dengan beberapa data empiris, dengan sampel nyata hingga mungkin 200 kilometer,” kata Maya Kopylova, seorang profesor ilmu bumi, laut dan atmosfer di Universitas British Columbia, yang tidak terlibat dalam penelitian baru tetapi yang menulis editorial yang menyertai kertas tersebut. “Apa yang terjadi di bawah 200 km [was] Gagasan kami, model kami, karena sangat sulit untuk mendapatkan materi. “Hanya ada beberapa sampel dari bawah kedalaman ini, katanya.
Sampel-sampel baru ini, yang berasal dari antara 280 dan 470 km di bawah permukaan Bumi, memberikan pemeriksaan fakta dunia nyata pertama pada kimia mantel teoretis ini. Satu temuan, kata Weiss, adalah bahwa bahan cair teroksidasi ada lebih dalam dari yang diharapkan. Kimberlites, batu -batu yang meletus yang membawa berlian ke permukaanteroksidasi, jadi para peneliti mengira mereka tidak dapat berasal dari kedalaman 300 km. Tetapi temuan ini menunjukkan bahwa batuan teroksidasi terjadi lebih dalam dari itu – dan dengan demikian demikian mungkin batu Kimberlite.
Reaksi pembentukan berlian kemungkinan terjadi ketika cairan karbonat diseret ke bawah dengan menundukkan pelat tektonik, yang membawa mineral yang berat oksigen bersentuhan dengan paduan logam mantel, kata Weiss. (Cara lain ahli kimia berpikir berlian dapat terbentuk adalah dengan memicu dari cairan kaya karbon yang dingin saat mereka naik ke atas di mantel, seperti gula yang mengkristal dari sirup. Kertas baru tidak mengesampingkan proses yang terjadi juga.)
Inklusi yang kaya nikel mungkin juga membantu menjelaskan kejadian aneh di beberapa berlian: atom nikel sesekali tampaknya menggantikan karbon kisi kristal berlian ini. Itu telah menjadi misteri, kata Kopylova, karena nikel jauh lebih berat daripada karbon sehingga tidak dapat dengan mudah bertukar ke struktur kristal. “Sekarang, melihat data ini, saya melihat bahwa itu mungkin hanya tanda pembentukan berlian pada kedalaman tertentu,” katanya. “Itu akan sangat menarik untuk diselidiki lebih lanjut.”
Artikel ini pertama kali diterbitkan di Ilmiah Amerika. © Scientificamerican.com. Semua hak dilindungi undang -undang. Ikuti Tiktok dan Instagram, X Dan Facebook.
