В Сибири раскрыли тайну происхождения алмазов

0

Российские ученые выяснили, как в зоне субдукции, где земная кора погружается в мантию, формируются алмазы. Для этого им пришлось создать у себя в лаборатории условия, похожие на земные недра.

Зато теперь исследователи знают, что влияет на содержание в алмазе примесей и, как следствие, на его прозрачность и красоту, пишет Infosmi.net.

Как известно, на структуру алмаза сильное влияние оказывают примеси, хотя их количество в процентном соотношении всегда очень невелико. Ведущую роль среди примесей играет азот, кремний, алюминий и бор. В максимальных концентрациях встречается азот – иногда его содержание может достигать 0,23% минерала, и может присутствовать в виде одиночных атомов, пар атомов или включений в виде пластинок.

Именно содержание азота влияет на прозрачность алмаза и на наличие люминесцентных свойств алмаза — способность светиться различными цветами под воздействием лучей света.

Содержание азота и определяет то, насколько красивым будет найденный камень.

В настоящее время большинство исследователей сходятся на том, что основная часть природных алмазов образовалась в мантии Земли. Но при этом тектонические движения земной коры оказывают значительное влияние на геохимический цикл углерода — комплекс процессов, в ходе которого происходит перенос углерода между различными геохимическими резервуарами. Механизм взаимодействия в зоне субдукции — там, где земная кора погружается в мантию — до сих пор оставался не ясным.

Разобраться в этом попробовала группа российских ученых под руководством Юрия Пальянова, Юлии Баталевой и Александра Сокола из Сибирского отделения Российской академии наук и Новосибирского государственного университета. Российские ученые провели серию экспериментов, чтобы выяснить, что происходит, когда насыщенная карбонатом земная кора сдвигается к насыщенной металлами мантии. С результатами этой работы можно ознакомиться в публикации в журнале PNAS, опубликованной в ночь на вторник.

Исследователи смоделировали в лаборатории процессы движения тектонических плит. Они изучили взаимодействие между карбонатами магния и кальция и железом при разных температурах и условиях (от 1000 до 1650 градусов при давлении 7,5 гектопаскалей и от 1350 до 1600 градусов при давлении 6,5 гектопаскалей). Ученым удалось установить, что в условиях окисления образуется расплав карбоната кальция, который одновременно является и источником углерода и средой кристаллизации алмазов.

Оказалось, что для этого процесса необходима более низкая температура, чем предполагалось ранее.

В условиях восстановления алмазы кристаллизуются только в расплаве карбонатов железа, и именно в этом случае они приобретают карбонатные включения. Более того, исследователи установили, что если в реакции участвует небольшое количество изотопа углерода 13, то азотных включений также образуется немного, и наоборот.

В качестве причины, вызывающей эти особенности образования алмаза, ученые называют именно окислительно-восстановительную фазу его формирования. В ходе такой реакции восстановитель отдаёт электроны, то есть окисляется; окислитель присоединяет электроны, то есть восстанавливается, причём любая окислительно-восстановительная реакция представляет собой единство двух противоположных превращений — окисления и восстановления, происходящих одновременно и без отрыва одного от другого.

В этом и состоит главное открытие российских ученых.

Поделиться.

Комментарии закрыты