کشف مکان شکل گیری نادرترین الماس های جهان توسط دانشمندان
حالا دیگر دانشمندان می دانند نادرترین الماس های زمین در کجای این سیاره شکل می گیرند.
گویا آی تی – همه الماس ها با هم برابر نیستند. برخی از آنها که کمیابتر هستند، فوق العاده روشن و بزرگ اند. برای چندین دهه، دانشمندان تلاش می کردند دریابند که چه نیروهایی باید دست به دست هم دهند تا با ارزش ترین الماس های روی زمین شکل بگیرند.
حالا یک تحلیل جدید روی ناکاملی های موجود در این سنگ ها انجام شده و پاسخ این سوالات را داده است. بزرگترین و با ارزش ترین الماس ها در داخل استخرهای ایزوله ای از فلز مایع که صدها کیلومتر زیر سطح زمین قرار دارند، شکل می گیرند.
یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی، یعنی اوان اسمیت، زمین شناس متخصص در حوزه الماس از موسسه گوهرشناسی آمریکا به NPR گفت: “این با ارزش ترین سنگ های قیمتی، اتفاقا از لحاظ علمی نیز با ارزش ترین قطعات زمین هستند”.
عموم مردم می دانند که الماس ها در اعماق زمین، یعنی در صخره های داغ و متراکم گوشته زمین و جایی بین هسته و پوسته آن شکل می گیرند و ما در نهایت زمانی به آنها دسترسی پیدا می کنیم، که با فوران آتشفشان ها به سطح زمین می آیند.
البته ماجرا به همین سادگی نیست، زیرا الماس هایی که به شکل غیرعادی بزرگ، شفاف و روشن هستند، اساسا به شکلی متفاوت با بقیه الماس ها شکل می گیرند. این بدان معنا نیست که آنها فقط نسخه بهتری از همان الماس های ساده تر هستند، بلکه آنها هم لحاظ ساختار و هم از نظر ترکیب شیمیایی با الماس های کم ارزش تر تفاوت دارند.
مشهورترین نمونه این الماس ها، الماس کولینان است. کولینان، بزرگترین الماس با کیفیتی است که تا کنون کشف کرده ایم. پیش از آنکه آن را به قطعات کوچکتر برش دهند، ۶۲۱٫۳۵ گرم وزن و ۹٫۸ سانتی متر طول داشت و به شکل قابل توجهی روشن و شفاف بود.
یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، وویی وانگ در یک بیانیه مطبوعاتی اعلام کرده “برخی از بزرگترین و با ارزش ترین الماس های جهان، مانند کولینان یا لسوتو پرومایس، ویژگی های فیزیکی خاصی را از خود نشان می دهند که باعث شده آنها را به صورت مجزا از سایر الماس ها بررسی کنیم. البته این که این الماس ها دقیقا چگونه شکل گرفته اند و چه چیزی در مورد زمین به ما می گویند، همچنان یک راز است”.
برای پی بردن به این راز، تیم تحقیقاتی ما چند الماس های نوع II تهیه کرد. این الماس ها کمیاب ترین الماس های روی زمین هستند.
الماسهای نوع II تقریبا از کربن خالص ساخته شده اند و این بدان معناست که روشن هستند و به ندرت ناخالصی های نیتروژن در شبکه بلوری آنها یافت می شود. این ناخالصی رنگ سنگ های ارزانتر را به زرد متمایل می کند.
الماس های نوع IIa از ۱ تا ۲ درصد الماس کاملا طبیعی ساخته شده و نوع ناقص تر آنها، یعنی الماس های IIb از حدود ۰٫۱ درصد الماس کاملا طبیعی تشکیل شده اند.
در ابتدا، محققان ۹ قطعه از الماس های نوع I را تهیه کردند و با سنگ زنی یا برش؛ آنها را باز کردند. اکنون می توانند اجزای تشکیل دهنده ساختار بلوری آن را با دقت تجزیه و تحلیل کنند.
آنها دریافتند که تعداد کمی از برش ها حاوی ماژوریت بودند. ماژوریت نوعی گارنت است که در گوشته بالایی زمین یافت می شود و فقط تحت فشارهای بسیار بالا شکل می گیرد.
البته اصلا جای تجب نداشت. همه ما می دانیم که الماس ها به مقدار بسیار زیادی فشار نیاز دارند تا شکل بگیرند، اما در این الماسها اجزای دیگری هم دیده شد: مخلوطی از آهن، نیکل، کربن و گوگرد. یعنی ترکیبی که هرگز در یک الماس “معمولی” دیده نشده است.
محققان رد پایی از متان و هیدروژن را نیز در این الماسها یافتند که مانند کفن دورتادور اجزای مذکور را پوشانده بودند. این مورد هم هرگز در الماس های معمولی دیده نشده بود.
اسمیت به رائه بیچل از NPR گفت: “این مسئله غیرعادی است. اولین باری است که متان در اطراف اجزای تشکیل دهنده الماس دیده می شود”.
سپس، ۴۲ الماس نوع II جلا داده شده و پردازش شده تهیه شد. محققان دریافتند که ۷۲ درصد از نمونه ها از این آلیاژ عجیب آهن و نیکل تشکیل شده اند. گارنت در ۱۵ مورد از ۵۳ نمونه یافت شد.
براساس این آثار شیمیایی، محققان توانستند با دقت مشخص کنند که این سنگ ها در چه عمقی از گوشته زمین شکل می گیرند و چه شرایطی باید ایجاد شود تا چنین ترکیبات غیرمعمولی به دست آید.
این واقعیت که آنها شامل گارنت هستند، بدان معناست که می توانند در عمق ۷۵۰ کیلومتری زیر سطح زمین شکل بگیرند. در عمق بیشتر از آن، گارنت ها ناپایدار می شوند. اگر بخواهیم چشم اندازی از این عمق به شما بدهیم، باید بگوییم فاصله آن مانند فاصله یک ایستگاه فضایی بین المللی است که در مدار ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین قرار بگیرد.
در مورد اجزایی که در یک لایه از متان پیچیده شده اند، به واقعیت عجیب تری پی بردیم: آنها در قالب بسته های ایزوله و کوچکی از مایع فلزی در داخل گوشته زمین پراکنده هستند، و جدا از جایی که الماس های “منظم” شکل می گیرند، متبلور می شوند.
الماس های معمولی در یک مخلوط به مراتب گسترده تر و یکنواخت تر، و در صخره هایی غنی از اکسیژن که در گوشته زمین قرار دارند، شکل می گیرند.
اسمیت به چارلز کیو چون از Live Science گفت، ” این نشان می دهد که اقیانوسی از فلز مایع در اعماق گوشته زمین وجود دارد و من حدس میزنم بسته هایی کوچک که شاید به اندازه مچ دست شوند، در سراسر گوشته پراکنده شده اند”.
او اضافه کرد “البته مقدار زیادی از این بسته های فلزی وجود ندارد؛ آنها فقط حدود یک درصد از گوشته را تشکیل می دهند”.
هنوز مشخص نیست که چه مقدار از این فلز مایع در گوشته وجود دارد یا از کجا می آید، اما محققان امیدوارند با نگاه به نمونه هایی از الماس که در عمق بیشتری شکل می گیرند، بتوانند پاسخ این سوالات را پیدا کنند.
اسمیت می گوید “این کار کمک می کند تا اصل و منشا این مایع فلزی را پیدا کنیم. اینکه این مایع از کجا آمده، چگونه شکل گرفته، چه طول عمری دارد و در چه فرآیند هایی شرکت می کند؟”
نتایج این تحقیق در نشریه Science منتشر شده است
