الماس‌های اسرارآمیز آفریقای جنوبی؛ ترکیب شیمیایی «تقریباً غیرممکن» که از عمق بیش از ۳۰۰.۰۰۰ متری زمین کشف شده است

راز بقا: دانشمندان دو الماس شگفت‌انگیز از یک معدن آفریقای جنوبی کشف کرده‌اند که ترکیب شیمیایی آنها بسیار نادر و تقریباً غیرممکن است. این دو الماس که صد‌ها کیلومتر در عمق گوشته‌ی زمین شکل گرفته‌اند، حاوی ذراتی از موادی هستند که در شرایط شیمیایی کاملاً مخالف شکل می‌گیرند. حضور این مواد فرصتی منحصر‌به‌فرد برای درک فرآیند‌های شیمیایی گوشته و نحوه شکل‌گیری الماس‌ها فراهم می‌کند.

شمول‌ها؛ راز درونی الماس‌ها

به گزارش راز بقا، این دو نمونه الماس شامل شمول‌هایی (ذرات کوچکی از سنگ‌های اطراف) هستند؛ که هنگام شکل‌گیری الماس به دام افتاده‌اند. این شمول‌ها برای جواهرسازان ناخوشایند هستند، اما برای دانشمندان منبع ارزشمندی از اطلاعات به شمار می‌آیند، به‌ویژه زمانی که الماس‌ها از اعماق گوشته می‌آیند، چرا که این ذرات بدون تغییر قابل توجه به سطح زمین منتقل می‌شوند.

هر دو الماس شامل شمول‌هایی از کانی‌های کربناتی غنی از اکسیژن (حالت اکسید شده) و آلیاژ‌های نیکل فقیر از اکسیژن (حالت کاهش یافته) هستند. درست مانند واکنش اسید و باز که فوراً آب و نمک تولید می‌کند، کانی‌های اکسید شده و فلزات کاهش یافته معمولاً نمی‌توانند کنار هم پایدار بمانند. برای دانشمندان این موضوع بسیار عجیب بود؛ به‌طوری‌که نمونه‌ها را ابتدا یک سال کنار گذاشتند تا بتوانند دلیل آن را پیدا کنند.

مشاهده واکنش در عمق زمین

به گزارش راز بقا پس از بازنگری دقیق، پژوهشگران متوجه شدند که این شمول‌ها تصویر واضحی از واکنشی هستند که باعث شکل‌گیری الماس‌ها شده است. برای نخستین بار، این نمونه‌ها نقطه میانی یک واکنش طبیعی در الماس را نشان می‌دهند؛ واکنشی که در آن کانی‌های کربناتی و فلزات کاهش یافته با هم تعامل می‌کنند.

یعقوب وایس، نویسنده ارشد مطالعه، می‌گوید: «این الماس‌ها اساساً دو سوی طیف اکسیداسیون را به ما نشان می‌دهند.»

یه مطالعه بیش‌تر بخوانید:

سنگ فلاسفه؛ سنگ جادو که حضرت آدم معرفت آن را از خداوند گرفت و فلزات بی‌ارزش را به طلا و نقره تبدیل می‌کند

نارسنگ یا گارنت؛ گوهر قرمز باستانی و شبیه دانه انار که درخشش آن در خانه خبر از مرگ می‌دهد

تافیت؛ کمیاب‌ترین گوهرسنگ جهان با ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد که ارزشی افسانه‌ای در بازار جواهرات لوکس دارد

پیامد‌ها برای درک گوشته زمین

با حرکت به عمق زمین، سنگ‌ها و کانی‌ها کاهش یافته‌تر می‌شوند و اکسیژن کمتر در دسترس است. به گزارش راز بقا تاکنون شواهد مستقیم از این تغییر کمیاب بوده است، و بیشتر دانش ما مبتنی بر مدل‌ها و محاسبات نظری بود. نمونه‌های جدید، که بین ۲۸۰ تا ۴۷۰ کیلومتر زیر سطح زمین قرار دارند، نخستین شواهد واقعی از شیمی گوشته در این عمق‌ها را ارائه می‌دهند.

یکی از یافته‌های مهم این است که مواد ذوب شده اکسید شده در عمق بیشتری نسبت به انتظار وجود دارند. این یعنی سنگ‌های کیمبرلیت، که الماس‌ها را به سطح می‌آورند، ممکن است از عمق بیش از ۳۰۰ کیلومتر شکل گرفته باشند.

شکل‌گیری الماس و نقش کانی‌ها

به گزارش راز بقا واکنش‌های شکل‌گیری الماس احتمالاً زمانی رخ می‌دهند که سیالات کربناتی توسط صفحات تکتونیکی فرورانش به عمق زمین کشیده می‌شوند و کانی‌های غنی از اکسیژن با آلیاژ‌های فلزی گوشته تماس پیدا می‌کنند. یکی دیگر از روش‌های شکل‌گیری الماس می‌تواند رسوب کربن از سیالات غنی از کربن باشد که هنگام بالا آمدن سرد می‌شوند، مشابه کریستالیزه شدن شکر از شربت.

شمول‌های غنی از نیکل همچنین ممکن است توضیحی برای پدیده‌ای عجیب در برخی الماس‌ها ارائه دهند: جایگزینی اتم‌های نیکل به جای کربن در ساختار بلوری الماس. این داده‌ها نشان می‌دهند که چنین اتفاقی می‌تواند نشانه‌ای از شکل‌گیری الماس در عمق‌های خاص باشد و بررسی آن موضوعی بسیار جذاب برای تحقیقات آینده است.