Diament.

Diamenty - takie, jak widoczny na zdjęciu - mogą zostać wykorzystane do badania obiegu materii wewnątrz Ziemi (fot. Rob Lavinsky).

Skały, które znajdują się na powierzchni Ziemi, mogą zostać w niej pogrążone na znaczne głębokości. O tym geolodzy wiedzieli już od dawna. Nowe odkrycia pokazują jednak, że skały trafiają znacznie głębiej niż moglibyśmy się tego spodziewać. Pozostałości skorupy oceanicznej znaleziono bowiem w diamentach pochodzących z głębokości przekraczających 700 kilometrów.

Promień naszej planety to nieco ponad sześć tysięcy kilometrów. Skały przemierzają więc ponad 10 procent drogi do centrum Ziemi – wielokrotnie głębiej niż sięgają najgłębsze wiercenia. Te dalekie wędrówki skał pochodzących z zewnętrznej części skorupy mogą wspaniale dopomóc geologom w uzyskiwaniu nowych informacji o tych częściach naszej planety, które pozostają poza zasięgiem człowieka. Pierwsze ważne dane znaleziono w diamentach.

Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych oraz Wielkiej Brytanii zbadali setki diamentów pochodzących z Brazylii. Powstały one na dużych głębokościach i zostały wyrzucone na powierzchnię Ziemi w warunkach wysokiego ciśnienia. Kimberlity stały się sławne dzięki diamentom, które są w nich znajdowane. Poza tym w skałach tych często spotykane są fragmenty skał płaszcza (tak zwane ksenolity), co nie stanowi niespodzianki – pamiętajmy o dużych głębokościach, na których one powstają.

Badania wykonane przez międzynarodowy zespół składały się z dwóch etapów:

  • W niektórych z przebadanych diamentów znalezione zostały drobne inkluzje. Każda z nich mierzy zaledwie około 0,01 milimetra. Ich geneza pozwoliła na ustalenie, że powstały one, a następnie zostały włączone w strukturę diamentów, na bardzo dużych głębokościach, przekraczających 700 kilometrów.
  • Kolejnym krokiem było zbadanie procentowej zawartości izotopów węgla budujących diamenty (na minerał ten składa tylko jeden pierwiastek – jest nim właśnie węgiel). Analizy wykazały, że w przynajmniej czterech diamentach zawartość izotopu węgiel-13 była stosunkowo niska. Nie jest to typowe dla skał powstałych w płaszczu Ziemi, ale raczej pochodzących z den oceanów.

Nietypowy skład izotopowy pokazuje, że węgiel budujący diamenty mógł pochodzić ze skał, które tworzyły niegdyś skorupę oceaniczną, a następnie zostały wtłoczone do wnętrza Ziemi w strefach subdukcji na obrzeżach kontynentów. Po długiej wędrówce przetopione skały dotarły na głębokość 700 kilometrów, gdzie zawarty w nich węgiel stał się diamentem – i w tej postaci powrócił na powierzchnię planety.

Niedawno dowiedzieliśmy się również, że recykling skorupy ziemskiej trafiającej do wnętrza Ziemi w strefach subdukcji jest o wiele szybszy niż przypuszczano. Nowe odkrycie pokazuje dodatkowo, że przetopione skały pochodzące z den oceanicznych mają do przebycia znacznie dłuższą drogę niż zakładali naukowcy. Dzięki temu widzimy, jak dynamicznie zachodzą zmiany we wnętrzu Ziemi.

Źródło: ScienceDaily