Ученые Института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) им. В. И. Вернадского РАН выяснили, как в мантии Земли возникали расплавы, в которых росли алмазы. Для этого они провели эксперименты при давлении 6 ГПа, соответствующим глубине 200 км, на которой образовалось большинство алмазов, сообщили в четверг в пресс-службе Минобрнауки РФ.
Большинство алмазов образовалось на глубине 150-200 км при давлениях 5-7 ГПа. При таких давлениях для кристаллизации алмаза нужны катализаторы - расплавы, которые помогают углероду трансформироваться в алмаз. В промышленности синтетические алмазы выращивают, помещая углерод в металлические расплавы, состоящие из железа, никеля, кобальта или марганца. В 1990-х считалось, что в природе алмазы тоже растут из металлических расплавов. Недавно в некоторых кристаллах действительно нашли металлические включения (на глубинах свыше 670 км). Вместе с тем, большинство алмазов содержат другие включения, их состав варьируется от калиевых алюмосиликатных до щелочных карбонатных и соляных (хлоридных).
"Мы пришли к заключению, что кристаллизация большинства природных алмазов происходила из расплавов, материалом которых являлись континентальные осадки, карбонаты и соли морской воды, попавшие на мантийные глубины в результате субдукции океанических плит", - приводит пресс-служба слова сотрудника лаборатории геохимии мантии Земли ГЕОХИ РАН, доктора геолого-минералогический наук Антона Шацкого.
Ранее ученые установили, что калиевые алюмосиликатные и карбонатные расплавы не смешиваются между собой (как масло и вода) и образуются в результате частичного плавления осадков, смываемых с континентов в океаны и погружающихся с океаническими плитами в мантию Земли.
Осадки и расплавы, образующиеся в результате их разогрева и плавления, в различной степени обогащены морской солью (хлоридами). В этой работе, отметил Шацкий, ученые экспериментально показали, что соляные расплавы являются низкотемпературными прекурсорами или производными карбонатитовых расплавов. Согласно проведенным экспериментам, соляные расплавы могли образовываться в процессе восстановления хлорсодержащих карбонатных расплавов металлическим железом. В результате из карбоната высвобождался свободный углерод и кристаллизовался алмаз.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки России и Российского научного фонда.