Жидкость в алмазах раскрыла секреты образования Земли

В этих волокнистых, грязных на вид драгоценных камнях лежат крошечные хранилища информации, наполненные сообщениями из глубин Земли.

Углеродная структура идеального алмаза не содержит достаточно радиоизотопов, чтобы помочь исследователям датировать его, но микровключения, обнаруженные в его дефектах, могут.

Эти дефекты могут образовывать крошечные карманы, где могут находиться химические вещества, из которых выросли алмазы.

Иногда эти капсулы содержат другие твердые вещества, такие как странные формы льда, обычно недоступные минералы из недр нашего мира или даже другой алмаз. Эти твердые сообщения может быть трудно интерпретировать, поскольку включения могли образоваться в разное время из алмазной капсулы, внутри которой они сейчас находятся.

Однако другие полости в структуре алмаза захватили флюиды, которые когда-то проникли в континентальную литосферную мантию. Этот слой Земли является самой верхней частью мантии (которая находится между земной корой и внешним ядром), на глубине от 150 до 200 километров под поверхностью, и именно там «рождаются» алмазы.

Теперь новый метод позволил исследователям, наконец, датировать эти жидкости в алмазах, обнаруженных в южной части Африки.

Структура алмаза, по-видимому, предотвращает утечку гелия, что позволяет ученым состарить эти породы, используя редкий изотоп гелия-4 – соотношение между радиоактивными атомами во флюидных включениях и продуктом их распада.

Используя этот новый метод, команда определила три различных периода образования алмазов в массивах подземных горных пород, которые в конечном итоге сплющились, образуя мантию Африки. Алмазообразующие жидкости менялись с течением времени, от богатых карбонатом до силикона и, наконец, до солевого.

Первая фаза образования алмазов произошла в протерозое, от 2,6 до 750 миллионов лет назад, когда эти породы столкнулись с большими горными хребтами. Исследователи подозревают, что эти столкновения позволили богатым карбонатами флюидам погрузиться вглубь Земли, но как именно, до сих пор неизвестно.

Следующая фаза также совпала с периодом горообразования, от 540 до 300 миллионов лет назад в палеозое, когда производились алмазы с включениями, богатыми силиконом. На этом этапе формировались зачатки будущей африканской мантии.

Затем, 130–85 миллионов лет назад, в меловой период, флюид стал богат соленым, что позволяет предположить, что эти алмазы образовались из того, что когда-то было дном океана. Это было затянуто под ныне сформировавшуюся континентальную массу Африки в результате субдукции, когда одна континентальная плита опускается ниже другой, где они встречаются.

Затем все камни были перенесены ближе к поверхности Земли из-за глубокой вулканической активности, такой как извержение кимберлитов 85 миллионов лет назад, где их недавно обнаружили шахтеры.

Это исследование было опубликовано в Nature Communications, и переведено ГЛАС.

Ранее ГЛАС писал о том, что остаток разрушенной древней планеты, как показали недавно проведенные исследования, может скрываться внутри нашей планеты Земля.