© REUTERS / Charles PlatiauНеобработанный алмаз весом в 813 карат, проданный за $63 миллиона
Российские и зарубежные геологи выяснили, что соединения железа и углекислоты играют определяющую роль в формировании алмазов в глубинных слоях недр Земли, помогая их «зародышам» выживать при сверхвысоких давлениях и температурах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Фактически все природные алмазы находят внутри так называемых кимберлитовых трубок – в вертикальных каналах в толще земной коры, возникших в результате подъема магмы к поверхности планеты. Сами алмазы, в свою очередь, возникают не внутри этих трубок, а в мантии Земли, на глубине в несколько сотен километров. МФТИ: недра Нептуна и Урана могут содержать «кислоту Гитлера»
Происхождение кимберлитов вызывает дискуссии среди ученых, так как высокая вязкость «прародителя» алмазов не должна была позволить ему подняться из глубинных слоев мантии. Вдобавок, многие алмазы, найденные в Бразилии и в других регионах залегания подобных трубок, сформировались на глубине как минимум в 600 километров, что заставляет ученых гадать, как их «заготовкам» удалось выжить при путешествии в сторону ядра Земли.
Леонид Дубровинский из университета Байерта (Германия), а также ряд ученых из «Сколтеха», НИТУ «МИСиС» и зарубежных вузов нашли потенциальное объяснение этой геологической загадке, наблюдая за тем, что происходит с различными потенциальными «зародышами» алмазов при температуре в 2200 градусов Цельсия и давлениях, превышающих атмосферное почти в миллион раз.
Как объясняют ученые, главным кандидатом на роль прародителя алмазов сегодня считаются различные осадочные породы, содержащие в себе карбонаты – соединения угольной кислоты и ионов различных металлов. Ученые уже достаточно давно проводят опыты с карбонатами, сжимая обычный мел, карбонат магния и другие версии этих солей, и постоянно приходят к выводу, что все эти вещества не «доживут» до конца путешествия к ядру Земли и распадутся раньше, чем они смогут превратиться в алмазы. Российские ученые воспроизвели образование алмазов в недрах Земли
Дубровинский и его коллеги проверили, что произойдет с еще одной формой карбонатов, которая раньше не принимала участия в подобных опытах – с кристаллами сидерита, карбоната железа, возникающими в большом количестве у гидротермальных источников и в отложениях осадочных пород.
Сжав эти кристаллы при помощи алмазной наковальни, ученые просветили их при помощи ускорителя частиц и изучили то, как менялась их структура при повышении давлении и температур.
Эти опыты показали, что карбонат железа не распался при достижении сверхвысоких давлений и температур, а поменял структуру. Атомы железа в нем окислились и потеряли еще один электрон, а молекулы угольной кислоты присоединили еще один атом кислорода и превратились в так называемую «кислоту Гитлера», или ортоугольную кислоту. Российские химики открыли первое «настоящее» соединение гелия
В результате этого возникла структура, крайне устойчивая при сверхвысоких давлениях и обладающая формой, похожей на то, как устроены алмазы на атомном уровне. Она, как показывают расчеты ученых, позволяет карбонатам достичь глубины примерно в 2,5 тысячи километров и не распасться. Это объясняет, как «зародышам» алмазов удается выжить при путешествии к центру планеты и показывает, что экзотическая ортоугольная кислота существует не только в ядрах планет-гигантов, но и в мантии Земли, заключают ученые.
Источник:
