Τα διαμάντια ανέκαθεν τραβούσαν την προσοχή των ανθρώπων. Ωστόσο, πρόσφατες επιστημονικές εξελίξεις, αποκάλυψαν πως τα πολύτιμα αυτά πετράδια, προσφέρουν πολλά παραπάνω από απλή αισθητική αξία. Μια πρωτοποριακή μελέτη , με διαμάντια από ορυχείο της Νότιας Αφρικής, αποκαλύπτει κρυμμένα μυστικά για τον μανδύα της Γης, το στρώμα που βρίσκεται ανάμεσα στον φλοιό και τον πυρήνα.

Η ανακάλυψή τους, όχι μόνο διευρύνει την κατανόησή μας για τις γεωλογικές διεργασίες, αλλά και υπογραμμίζει τη σημασία των διαμαντιών ως φυσικές «χρονοκάψουλες». Εξετάζοντας τα μικροσκοπικά εγκλείσματα μέσα σε αυτά τα διαμάντια, οι ερευνητές εντόπισαν άμεσες αποδείξεις για μεταλλικά κράματα νικελίου-σιδήρου και ανθρακικά άλατα πλούσια σε νικέλιο, προσφέροντας μια σπάνια ματιά στο βαθύ εσωτερικό της Γης.

Τα διαμάντια ως γεωλογικές χρονοκάψουλες

Ο μανδύας της Γης, ένα τεράστιο στρώμα κάτω από τον φλοιό, παίζει καθοριστικό ρόλο στις ηφαιστειακές δραστηριότητες, στην ανακύκλωση του φλοιού και στη συνολική εξέλιξη του πλανήτη. Παρά τη σημασία του, οι άμεσες παρατηρήσεις των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν εκεί είναι περιορισμένες.

Για χρόνια, οι γεωλόγοι βασίζονταν σε μοντέλα και πειράματα για να σχηματίζουν υποθέσεις σχετικά με την ύπαρξη συγκεκριμένων μετάλλων βαθιά στο εσωτερικό της Γης. Αυτά τα μοντέλα υπέδειξαν την παρουσία μεταλλοφόρων κραμάτων πλούσιων σε νικέλιο σε βάθoς περίπου 280 έως 470 χιλιομέτρων. Ωστόσο, η επιβεβαίωση αυτών των προβλέψεων αποδείχθηκε δύσκολη λόγω της αδυναμίας πρόσβασης σε φυσικά δείγματα από τέτοια βάθη.

Η μεγάλη ανακάλυψη προέκυψε μέσα από τη μελέτη νανο- και μικρο-εγκλεισμάτων σε διαμάντια που εξορύχθηκαν από το ορυχείο Voorspoed της Νότιας Αφρικής. Αυτά τα εγκλείσματα λειτουργούν ως «μικροσκοπικές χρονοκάψουλες», διατηρώντας χημικές αντιδράσεις που διαφορετικά θα παρέμεναν αόρατες. Σύμφωνα με τον επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης, Yaakov Weiss, τα διαμάντια αυτά καταγράφουν ένα σπάνιο στιγμιότυπο της χημείας του μανδύα, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρατηρήσουν διεργασίες που συνήθως εξαφανίζονται καθώς τα ορυκτά εξισορροπούνται με το περιβάλλον τους. Στο εσωτερικό των διαμαντιών, βρέθηκαν και άλλα μέταλλα, επαληθεύοντας την προέλευση των διαμαντιών από τα βάθη του άνω μανδύα και την αβαθή μεταβατική ζώνη.

Το δίλημμα του σχηματισμού των διαμαντιών

Τα ευρήματα της μελέτης αναδεικνύουν τη συνύπαρξη κράματος νικελίου-σιδήρου και ανθρακικού άλατος πλούσιου σε νικέλιο μέσα στα διαμάντια. Κανονικά, αυτές οι δύο ουσίες αντιδρούν γρήγορα και δεν συνυπάρχουν. Αυτή η απροσδόκητη συνύπαρξη υποδηλώνει μια μετασωματική αντίδραση «redox-freezing». Η διαδικασία αυτή συμβαίνει όταν ένα οξειδωμένο, πλούσιο σε άνθρακα τήγμα διεισδύει ανηγμένο, μεταλλικό πέτρωμα του μανδύα. Η αλληλεπίδραση οδηγεί στον σχηματισμό ανθρακικών αλάτων πλούσιων σε νικέλιο και στην οξείδωση του γύρω πετρώματος του μανδύα.

Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει επίσης φως στον τρόπο δημιουργίας των διαμαντιών στον μανδύα. Υποστηρίζει τη θεωρία ότι τα διαμάντια σχηματίζονται από αντιδράσεις μεταξύ ανθρακικών ορυκτών και ανηγμένων μετάλλων. Τέτοιες αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα όταν ανθρακικά ρευστά μεταφέρονται βαθιά στον μανδύα από καταδυόμενες τεκτονικές πλάκες και αλληλεπιδρούν με μεταλλικά κράματα. Η μελέτη δίνει επίσης μια πιθανή εξήγηση για την παρουσία ατόμων νικελίου στη δομή κάποιων διαμαντιών, ένα μυστήριο που απασχολούσε τους επιστήμονες για χρόνια. Επιπλέον, τα ευρήματα προσφέρουν νέες πληροφορίες για τον σχηματισμό ηφαιστείων, καθώς ο εμπλουτισμός του μανδύα με στοιχεία όπως ο άνθρακας και το κάλιο μπορεί να παίζει καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία συγκεκριμένων ηφαιστειακών μαγμάτων.

Η επιστημονική σημασία των διαμαντιών

Η πρόσφατη μελέτη υπογραμμίζει την επιστημονική αξία των διαμαντιών, πέρα από τη λαμπερή τους εμφάνιση. Ερευνητές από το Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Πανεπιστήμιο της Νεβάδα και το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, απέδειξαν ότι τα διαμάντια μπορούν να λειτουργήσουν ως σημαντικά γεωλογικά εργαλεία. Τα εγκλείσματά τους—είτε νανοκλίμακας κράματα είτε ορυκτά υψηλής πίεσης—προσφέρουν ένα μοναδικό αρχείο των συνθηκών που επικρατούν βαθιά στο εσωτερικό της Γης.

Ως αποτέλεσμα, τα διαμάντια έχουν γίνει ανεκτίμητα για την κατανόηση των πολύπλοκων διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό του πλανήτη. Η έρευνα αυτή συμβάλλει σε ένα αυξανόμενο σώμα αποδείξεων που υποστηρίζει ότι τα διαμάντια μπορούν να σχηματίζονται από την αντίδραση ανθρακικών ρευστών με μεταλλικά κράματα βαθιά στον μανδύα. Η διαδικασία αυτή όχι μόνο εξηγεί την παρουσία νικελίου σε ορισμένες κρυσταλλικές δομές διαμαντιών, αλλά και ενισχύει την κατανόηση των συνθηκών που απαιτούνται για τον σχηματισμό τους. Επιπλέον, τα ευρήματα της μελέτης, τα οποία δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Geoscience, προσφέρουν μια νέα προοπτική για το πώς τα διαμάντια μπορούν να αποκαλύψουν τα μυστικά της χημείας του μανδύα στα βάθη της Γης.

Συνεργατικές προσπάθειες και μελλοντικές συνέπειες

Η έρευνα, αποτελεί τη συνεργατική προσπάθεια επιστημόνων από πολλά ινστιτούτα, τονίζοντας τη σημασία της διεπιστημονικής συνεργασίας για την προαγωγή της επιστημονικής γνώσης. Συνδυάζοντας τη γνώση για τη γεωλογία, την ορυκτολογία και αναλυτικές τεχνικές, η ομάδα άνοιξε νέους δρόμους για την εξερεύνηση του εσωτερικού της Γης.

Τα συμπεράσματα των ερευνητών, εμβαθύνουν την κατανόησή μας για τις διεργασίες στο εσωτερικό της Γης και τις ευρύτερες συνέπειες για τον κλάδο της γεωλογίας και της γεωχημείας. Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να αποκαλύπτουν τα μυστήρια του μανδύα της Γης, ο ρόλος των διαμαντιών ως φυσικών χρονοκάψουλων, γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός.

Η ικανότητά τους να διατηρούν χημικές αντιδράσεις από τα βάθη της Γης προσφέρει μια ανεπανάληπτη ευκαιρία για μελέτη του εσωτερικού του πλανήτη. Αυτά τα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για μελλοντική έρευνα, ενθαρρύνοντας τους επιστήμονες να εξερευνήσουν άλλα φυσικά υλικά που μπορεί να κρύβουν στοιχεία για την γεωλογική ιστορία της Γης.

Καθώς εμβαθύνουμε σε αυτά τα ερωτήματα, μένει να φανεί ποια ακόμη μυστικά μπορεί να αποκαλύψουν τα διαμάντια – και άλλα φυσικά υλικά – για τη λειτουργία του πλανήτη μας στο εσωτερικό του.

oparlapipas.gr