Micile defecte ale diamantelor păstrează secretul formării primelor continente.
Într-un nou studiu, cercetătorii au folosit incluziunile - imperfecțiuni derivate de bijutieri, dar valoroase pentru oamenii de știință - pentru a urmări formarea de diamante. Ei au descoperit că mineralele cu sulfură din interiorul incluziunilor au fost ultima dată la suprafața planetei acum 2,5 miliarde de ani, înainte de creșterea oxigenului în atmosferă.
Rezultatele dezvăluie istoria continentelor și a mantalei în care se formează diamantele, a declarat liderul studiului, Karen Smit, un om de știință al cercetării la Institutul Gemologic nonprofit din America. Diamantele din studiu, găsite în Africa de Vest, indică faptul că continentele antice din acea regiune formată prin subducție, proces în care o placă de crustă se împinge sub alta.
"Putem urmări 2,5 miliarde de ani de istorie a Pământului doar prin această incluziune cu sulfuri", a declarat Smit pentru Live Science.
În interiorul unui diamant
Diamantele se formează adânc în manta. Cea mai mare parte, a spus Smit, se întinde pe aproximativ 125 de mile (200 de kilometri) adâncime, iar unele se formează chiar mai adânc, în jur de 250 până la 435 mile (400 până la 700 km). Cea mai adâncă gaură găurită vreodată, forajul Kola Superdeep din Rusia, a pătruns doar 12 km (7,6 mile). Diamantele sunt apoi aduse la suprafață destul de rapid prin erupții vulcanice profunde.
Smit și colegii ei studiau azotul în diamante din regiunea Zimmi din Sierra Leone când au observat că incluziunile de sulfuri în diamante au prezentat semne că au existat în manta înainte ca diamantele să se formeze, ceea ce înseamnă că erau prinse în cristalizare diamante și transportate la suprafață cu ele. Au început să cerceteze izotopii de sulf din incluziuni. Izotopii sunt variații ale atomilor cu un număr diferit de neutroni în nucleele lor.
Ceea ce au descoperit a relevat faptul că incluziunile erau foarte vechi. Oxigenul protejează sulful de anumite reacții cu lumina ultravioletă, astfel încât cercetătorii pot spune dacă sulful format într-un mediu bogat în oxigen sau cu un nivel scăzut de oxigen. Acești izotopi formați în atmosferă înainte de a exista mult oxigen în atmosferă, în urmă cu aproximativ 2,5 miliarde de ani, a spus Smit. Diamantele în sine sunt mult mai tinere decât asta și s-au format acum aproximativ 650 de milioane de ani.
O istorie a continentelor
Cercetătorii au examinat apoi incluziuni similare în diamante din mina Ekati din Canada. Aceste incluziuni au o vechime de 3,5 miliarde de ani și nu au aceleași semnale de izotop ca diamantele din Africa de Vest. Contrastul spune o poveste despre cum s-au format continentele, a spus Smit. Mai devreme, continentele s-au format probabil din manta de topire care se ridica în sus sub formă de bazalt, similar modului în care se formează Islanda sau Hawaii astăzi. Mineralele din această crustă s-au format în manta, nu în contact cu atmosfera.
Mai târziu în istoria Pământului, subducția a devenit importantă pentru formarea continentelor stabile. O bucată de crustă s-ar macina sub alta; materialul mai dens s-ar scufunda și materialul mai puțin dens va crește pentru a forma crusta continentală. Astfel, sulful din diamantele din Africa de Vest ar fi ajuns adânc sub suprafață, a spus Smit.
Cea mai stabilă, de lungă durată crustă este atașată de porțiuni ale mantalei numite "chilii", numite astfel pentru că stabilizează crusta la fel ca o chilă stabilizează o navă. Mai multe studii privind diamantele bogate în incluziune ar putea ajuta să explice cum și de ce se formează aceste chilii, a spus Smit. Până în prezent, există doar patru locații în întreaga lume, inclusiv Africa de Vest și Canada, cu diamante care conțin atât incluziuni cu sulfuri, cât și minerale folosite până în prezent formarea diamantelor. Mai multe locații ar ajuta la urmărirea istoriei Pământului în mai multe detalii, a spus Smit, dar aceste studii sunt provocatoare, deoarece diamantele sunt distruse în procesul de analiză.
„Avem nevoie de diamante”, a spus Smit, „pentru a distruge pentru știință”.
