Głęboka historia: Niedoskonałe diamenty skrywają cenne informacje

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Mętne, żółtawe „diamenty włókniste” są dla większości jubilerów zbyt nieestetyczne. Ale naukowcy wiedzą, że ich struktura krystaliczna kryje cenne informacje sprzed co najmniej miliarda lat.

Yaakov Weiss, specjalizujący się w naukach o ziemi badacz z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, wraz ze współpracownikami skruszył fragmenty włóknistych diamentów z Afryki Południowej, aby wydobyć małe kieszonki uwięzionego w nich płynu. Ten płyn, z którego kiedyś powstały diamenty, zawiera unikalny zapis dawnych warunków panujących w głębi Ziemi. Zawiera również uran i tor, które ulegają rozpadowi, tworząc izotop helu-4 i stopniowo wyciekają z sieci krystalicznej diamentu. Nikt jednak nie znał dokładnej szybkości tego wyciekania, która byłaby potrzebna do określenia wieku diamentów i poznania skrywanej przez nie historii. Modelując ten rozpad i ilość helu-4, jaka może wyciec w określonym czasie, Weiss i jego koledzy określili szeroki zakres wieku tych minerałów. Następnie wykluczyli pewne przedziały czasowe ze względu na warunki tektoniczne i termiczne w płaszczu i skorupie ziemskiej w miejscu tworzenia się diamentów. Połączenie tych danych dało w efekcie górną granicę czasu wyciekania, którą naukowcy mogli zastosować do wszystkich badanych przez nich diamentów włóknistych. Swoje wyniki opisali niedawno w „Nature Communications”.

Zespół zidentyfikował trzy oddzielne okresy, z których każdy zbiegał się z dużymi zmianami na powierzchni Ziemi. Stwierdzono, że najstarsze diamenty mają od 750 mln do 2,6 mld lat; naukowcy zawęzili czas ich powstania do około miliarda lat temu, kiedy siły tektoniczne spowodowały wypiętrzenie urwistych gór na terenie dzisiejszej Afryki Południowej. Następne pod względem wieku diamenty powstały od 300 do 540 mln lat temu, w trakcie wypiętrzania się Gór Naukluft w Namibii. Najmłodsze diamenty pochodzą z okresu pomiędzy 85 a 118 mln lat temu, tuż przed tym, gdy podpowierzchniowa erupcja wyniosła je w kierunku górnej skorupy ziemskiej.

Ponadto płyn z najstarszych diamentów zawierał dużo węgla, w młodszych było dużo krzemionki, a najmłodsze diamenty odznaczały się dużym zasoleniem. Może to również odzwierciedlać znaczące zmiany geologiczne: na przykład najmłodsze płyny mogą pochodzić ze skorupy oceanicznej wpychanej głęboko w Ziemię, gdy płyta oceaniczna przesuwała się pod skorupą kontynentalną.

Żadna inna skała ani minerał z głębi Ziemi nie dociera do powierzchni z tak niewielkimi zmianami wewnętrznymi, jak diament, mówi Suzette Timmerman, zajmująca się naukami o Ziemi badaczka z University of Alberta, która nie była zaangażowana w badania. Dlatego płyny te oferują rzadki, bezpośredni wgląd w głąb litosfery (skorupy) i górnego płaszcza Ziemi. „Cokolwiek jest w środku, jest w zasadzie kapsułą czasu” – mówi Timmerman.

Naukowcy planują badania diamentów z innych regionów pod kątem podobnych korelacji. „Będziemy musieli zastanowić się, co to dokładnie mówi o ewolucji płaszcza i litosfery” – stwierdza Weiss.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.