Diamenty to nie tylko najlepszy przyjaciel kobiety. Są też najlepszymi przyjaciółmi geologów. Te klejnoty czasami zawierają niezwykle rzadkie lub niewidoczne elementy, które ujawniają najgłębsze sekrety ukryte w trzewiach naszej Ziemi. Analizując takie znaleziska, naukowcy byli w stanie odgadnąć, co jest pod ziemią, a nawet ujawnili pewne fakty z historii naszej Ziemi. W rzadkich przypadkach diamenty pochodzą z kosmosu.
10. Ringwoodite
Naukowcy uważają, że w płaszczu Ziemi znajduje się ocean. Ten ocean znajduje się wewnątrz zielonego minerału zwanego ringwooditem, który istnieje tylko między dolnym płaszczem a strefą przejściową wewnątrz Ziemi, która ma grubość 515 kilometrów. Strefa przejściowa znajduje się pomiędzy płaszczem górnym i dolnym.
Ringwoodytu nie można znaleźć na powierzchni ziemi, ponieważ można go uzyskać tylko pod niesamowicie wysokim ciśnieniem, które jest głęboko pod ziemią. Naukowcy dotarli do niego kilka razy, ale za każdym razem minerał zmieniał swój kształt przy braku ogromnego ciśnienia podziemnego. Jednak geochemikowi Grahamowi Pearsonowi udało się uzyskać ringwoodit w jego naturalnej postaci.
Ringwoodite został uwięziony wewnątrz diamentu znalezionego w kopalni w Juinie w Brazylii. Pearson i jego koledzy zasugerowali, że minerał wypłynął na powierzchnię podczas trzęsienia ziemi. Pearson dokonał odkrycia przez przypadek. Próbował datować diament, kiedy odkrył, że zawierał ringwoodit.
Film promocyjny:
9. Perowskitowy krzemian wapnia
Paradoksalnie perowskit krzemianowy jest minerałem rzadkim, chociaż jest to najbardziej rozpowszechniony minerał na Ziemi. Naukowcy uważają, że 38 procent objętości Ziemi składa się z perowskitu krzemianowego. Jednak tak rzadko zdarza się, że pierwsza próbka pochodziła z meteorytu, który prawdopodobnie oddzielił się od innej planety. Nie możemy dostać się do krzemianowego perowskitu na ziemi, ponieważ znajduje się on tylko w płaszczu ziemskim.
Zmieniło się to jednak, gdy naukowcy odkryli stabilną próbkę minerału wewnątrz diamentu, zaledwie 1 kilometr pod ziemią w kopalni diamentów Cullinan w RPA. Okazało się, że był to perowskit krzemianu wapnia (CaSiO3), uważany za czwarty najliczniej występujący minerał na Ziemi.
Co ciekawe, diament, który zawierał próbkę, jest jednym z najrzadszych diamentów na Ziemi. Można go znaleźć około 700 kilometrów pod ziemią, gdzie ciśnienie jest 240 000 razy większe niż na powierzchni. Naukowcy uważają, że próbka perowskitu krzemianu wapnia została uwięziona wewnątrz diamentu podczas jego formowania.
8. Lód
Jak wspomnieliśmy wcześniej, naukowcy wysunęli założenie, że wewnątrz płaszcza Ziemi znajduje się ocean. Naukowcy uważają, że ocean ten powstał, gdy woda z oceanów planety zeszła pod ziemię wraz z częściami skorupy ziemskiej.
Naukowcy wiedzą, że skorupa ziemska wciąż tonie w płaszczu. Ale nie potrafią określić, jak długo to trwa i jak duży jest podziemny ocean. O ile wiemy, może nawet nie istnieć. Jednak ostatnie odkrycia sugerują, że istnieje.
W marcu 2018 roku okazało się, że naukowcy odkryli próbki lodu „ukryte” w diamentach, które powstały w płaszczu Ziemi. Uważają, że lód powstał z wody „wciągniętej” w płaszcz. To odkrycie staje się ciekawsze, gdy zdamy sobie sprawę, że wewnątrz Ziemi jest bardzo gorąco, a lód nie tworzy się w gorącym środowisku.
Naukowcy nazywają ten lód VII i tworzy się on tylko na głębokości od 610 do 800 kilometrów pod ziemią, gdzie ciśnienie przekracza 24 gigapaskale. Do tej pory w diamentach znaleziono trzy próbki lodu-VII: dwie z nich znaleziono w kopalniach w RPA, a trzecią w kopalni w Chinach.
7. Ciekłe metale
Wszystkie duże diamenty, jakie kiedykolwiek znaleziono, powstały głęboko w płaszczu na głębokościach od 322 do 805 kilometrów. Te diamenty czasami zawierają zanieczyszczenia, które w rzeczywistości są metalami obecnymi wewnątrz płaszcza Ziemi. Naukowcy często badają te diamenty, aby zorientować się, co jest w płaszczu.
Po przeanalizowaniu 53 z tych diamentów naukowcy odkryli, że płaszcz Ziemi zawiera dużo żelaza i niklu, a także śladowe ilości metanu, wodoru i granatu. Co ciekawe, nie znaleźli śladu tlenu. Jest to sprzeczne z założeniem, że wewnątrz płaszcza znajduje się duża ilość tlenu.
6. Wtrącenia harzburgitów
Prawdopodobnie nigdy nie słyszałeś o inkluzjach harzburgitów, rodzaju skały. Jest to podkategoria skał perydotytowych, które są najbardziej rozpowszechnionymi skałami występującymi w płaszczu Ziemi. Ze względu na ich obfitość w płaszczu naukowcy często datują diamenty na podstawie zawartych w nich inkluzji harzburgitowych.
Kilku badaczy z Uniwersytetu Vrije w Amsterdamie dokonało interesującego odkrycia, datując 26 diamentów zawierających inkluzje harzburgitu. Dziewięć z tych diamentów powstało około trzech miliardów lat temu, kiedy duży kontynent podzielił się na mniejsze, powodując ogromny wzrost temperatur głęboko pod ziemią.
Naukowcy odkryli, że 10 diamentów miało zaledwie 1,1 miliarda lat, co jest bardzo małym wynikiem w skali Ziemi. W rzeczywistości był to pierwszy raz, kiedy naukowcy odkryli diamenty, które mają miliard lat. Te kamienie szlachetne mają zazwyczaj kilka miliardów lat, ponieważ Ziemia była wówczas bardzo gorąca. A miliard lat temu planeta była zbyt zimna, by mogły powstać diamenty.
Jednak naukowcy uważają, że wymaganą temperaturę zapewniła potężna erupcja wulkanu, która miała miejsce na terytorium współczesnego Zimbabwe. Ich odkrycie pozwala na nowe spojrzenie na technologię wydobycia diamentów, ponieważ w obiecujących kopalniach deweloperzy często sprawdzają wiek inkluzji harzburgitu.
5. Cząsteczka boru
Zwykle waga w karatach jest jednym z czynników określających wartość diamentu. Im wyższa waga w karatach, tym wyższa cena i na odwrót. Jednak kolor diamentu (co wynika z obecności innych minerałów) również wpływa na cenę. Im rzadziej, tym wyższa cena. Niebieskie diamenty są drugimi najrzadszymi diamentami i są dość drogie. (Najrzadsze są czerwone diamenty).
W 2016 roku 24,18-karatowy niebieski diament Cullinan Dream został sprzedany na aukcji za 23 miliony dolarów. Niebieskie diamenty są rzadkie, ponieważ są najgłębszymi diamentami. Tworzą się głęboko w dolnym płaszczu na głębokości 410-660 kilometrów pod ziemią. Dla porównania, zwykłe diamenty powstają na głębokości 150-200 kilometrów pod ziemią.
Kolor niebieskich diamentów zawdzięczają zawartości boru, który jest rzadko spotykany pod ziemią. Większość światowych rezerw boru znajduje się na powierzchni w skorupie oceanicznej Ziemi. Jak więc bor znalazł się w dolnym płaszczu, a nawet wewnątrz najgłębszego i drugiego co do wielkości diamentu na świecie?
Naukowcy nie są pewni, ale spekulują, że bor dostaje się do ziemi, gdy gęstsza płyta tektoniczna opada i tonie pod mniej gęstą płytą tektoniczną. Następnie bor z gęstej płyty tektonicznej spada pod ziemię wraz z metanem, wodorem i wodą oceaniczną.
4. Cyjanit
Chociaż rzadkie, czasami w diamentach można znaleźć inne kamienie szlachetne, takie jak rubin lub cyjanit. Wspomnieliśmy już, że diamenty są niebieskie, gdy zawierają bor, ale mogą też być niebieskie, ponieważ w środku znajduje się cyjanit.
Cyjanit może być również szary, zielony, pomarańczowy, biały, żółty lub nawet bezbarwny. Najcenniejszy jest cyjanit niebieski, choć rzadziej występuje cyjanit biały. Nieuczciwi sprzedawcy czasami przedstawiają niebieski cyjanit jako droższy szafir.
3. Zmutowane atomy węgla
Czysty węgiel występuje w trzech głównych formach: diamentu, grafitu i buckminsterfullerenu. Jednak naukowcy odkryli dwie inne formy, które zawierają zmutowane formy węgla, co czyni je twardszymi niż diament. Co ciekawe, naukowcy przewidzieli istnienie tych kryształów na długo przed potwierdzeniem ich istnienia.
Na Ziemi nie znaleziono super twardych kryształów. Zamiast tego zostały one zawarte w meteorycie Havero klasy Ureilite, który spadł w Finlandii w 1971 roku. Meteoryty tego typu często zawierają grafit i diamenty.
Naukowcy uważają, że supertwarde kryształy były pierwotnie grafitem, który nagrzewał się, gdy meteoryt wszedł w atmosferę ziemską. To wywołało reakcję chemiczną, która spowodowała mutację atomów węgla, tworząc supertwardy kryształ.
Niestety naukowcy nie byli w stanie określić twardości kryształów, ponieważ były zbyt małe. Jednak były twardsze niż diament, ponieważ nie można ich było polerować ziarnem diamentowym.
2. Węgiel-12
W 1983 roku w Jack Hills w Zachodniej Australii naukowcy z Curtin University odkryli 22 diamenty wewnątrz kilku kryształów cyrkonu. Badania diamentów wykazały, że składają się one z węgla-12 (inaczej lekkiego węgla). Odkrycie było zaskakujące, ponieważ diamenty, które zawierają ogromne ilości węgla-12, powstają tylko wtedy, gdy wokół są żywe organizmy.
Naukowcy odkryli, że diamenty powstały 4,2 miliarda lat temu, a cyrkon - 4,4 miliarda lat temu. Naukowcy zawsze wierzyli, że pierwszy organizm jednokomórkowy pojawił się 3,5 miliarda lat temu. Jednak diamenty dowiodły, że organizmy jednokomórkowe prawdopodobnie istniały podczas eonu Gadean, 700 milionów lat wcześniej.
W tamtych czasach Ziemia była strasznym miejscem do życia, nawet dla najmniejszych organizmów. Na planecie było bardzo gorąco. Zamiast wody, ocean był wypełniony magmą o bardzo wysokim ciśnieniu. Naukowcy podejrzewają, że jeśli węgiel-12 został stworzony przez żywe organizmy, to mógłby zostać sprowadzony na Ziemię przez meteoryty.
1. Ferroperiklaz
Rzadko można znaleźć diamenty, które uformowały się bardzo głęboko w płaszczu Ziemi. Jednak naukowcy z Gemological Institute of America uważają, że mogli odkryć kilka z tych minerałów. Te diamenty zawierają ferroperyklaz, który znajduje się głęboko w płaszczu Ziemi.
Diamenty zawierające ferroperyklazę są łatwo rozpoznawalne, ponieważ opalizują. Zmieniają kolor w zależności od kąta patrzenia i kąta padania światła - tak jak w przypadku bańki mydlanej. Nikt nie wie, dlaczego diamenty ferroperiklazowe zachowują się w ten sposób, ale jedną z możliwych przyczyn jest obecność w nich magnezyferrytu.
Jednak nie wszystkie diamenty zawierające ferroperyklazę mogą mienić się różnymi kolorami. Niektóre są po prostu przezroczyste, brązowe. Ponadto obecność ferroperyklazy nie jest wystarczającym dowodem na to, że diament powstał w płaszczu. Diamenty te mogą również tworzyć się wysoko nad płaszczem, gdzie kwarc jest rzadki.