Czy nowoodkryte miejsce można już nazywać „fabryką diamentów”?
Jak twierdzą naukowcy, wokół jądra naszej planety już od miliardów lat potencjalnie mogą tworzyć się diamenty. Czy kiedykolwiek pojawi się możliwość, by po nie sięgnąć?
Zespół naukowcy pod kierownictwem Byeongkwan Ko z Arizona State University opublikowali nowe wyniki badań w czasopiśmie Geophysical Research Letters. W ramach analiz sprężali i ogrzewali wodę i stop żelazo-węgiel do warunków podobnych do tych na granicy jądra i płaszcza Ziemi. Zarejestrowali, że woda i metal reagują, tworząc tlenki żelaza i wodorotlenki żelaza, podobnie jak rdzewienie na powierzchni Ziemi. Co jednak ciekawsze, odkryli, że na granicy jądro-płaszcz węgiel oddziela się od ciekłego stopu żelaza i tworzy... diamenty.
- Temperatura na granicy między płaszczem krzemianowym a metalicznym jądrem na głębokości 3000 km sięga około 7000 F, co jest wystarczająco wysokie, aby większość minerałów straciła H2O wychwycone w ich strukturach w skali atomowej. W rzeczywistości temperatura jest na tyle wysoka, że niektóre minerały powinny topić się w takich warunkach - powiedział Dan Shim, profesor w AsU's School of Earth and Space Exploration. Naukowcy do tej pory sądzili, że w płaszczu był stosunkowo niski poziom węgla, jednakże w obliczu otrzymanych wyników musieli zrewidować swoją wiedzę - tego pierwiastka jest więcej, niż oczekiwano.
- Przy ciśnieniach oczekiwanych dla granicy jądra i płaszcza Ziemi, stopowanie wodoru z ciekłym metalicznym żelazem wydaje się zmniejszać rozpuszczalność innych lekkich pierwiastków w jądrze. Dlatego rozpuszczalność węgla, który prawdopodobnie istnieje w jądrze Ziemi, zmniejsza się lokalnie, gdy wodór wchodzi do jądra z płaszcza (poprzez odwodnienie). Stabilną formą węgla w warunkach ciśnienia i temperatury na granicy jądra i płaszcza Ziemi jest diament. Tak więc węgiel uciekający z płynnego jądra zewnętrznego staje się diamentem, gdy wejdzie do płaszcza - powiedział Shim.
Naukowcy uważają, że nowoodkryte mechanizmy transferu węgla z jądra do płaszcza pomogą w lepszym zrozumieniu obiegu węgla w głębokim wnętrzu Ziemi. Jak dodaje Ko: - Jest to jeszcze bardziej ekscytujące, biorąc pod uwagę, że formacja diamentów na omawianej granicy mogła trwać się miliardy lat od rozpoczęcia subdukcji na planecie.
- Powodem, dla którego fale sejsmiczne powinny rozprzestrzeniać się wyjątkowo szybko przez bogate w diamenty struktury na granicy rdzenia-płaszcza, jest to, że diamenty są wyjątkowo nieściśliwe i mniej gęste niż inne materiały na granicy rdzenia-płaszcza - powiedział Shim.
Zespół naukowy ma zamiar kontynuować badania, które będą dotyczyć, w jaki sposób odkryta reakcja może zmienić stężenie innych lekkich pierwiastków w ziemskim rdzeniu, takich jak siarka, tlen, czy krzem oraz jak takie zmiany mogą wpływać na mineralogię w głębokim płaszczu.
