Алмазы, добытые на южноафриканском руднике Вурспуд, раскрыли присутствие никель-богатых металлических сплавов на глубинах от 280 до 470 километров в мантии Земли. Это открытие стало первым естественным подтверждением давно предсказанных реакций, когда окисленные расплавы проникают в редуцированные породы, вызывая образование алмазов. Такие включения в алмазах сохранили как исходные вещества, так и продукты реакции, объясняя формирование богатых летучими веществами магм, подобных кимберлитам, и связывая химию мантии с вулканическими процессами.
Как сообщает The Hebrew University of Jerusalem, ученые из Иерусалимского университета совместно с коллегами из других стран обнаружили в алмазах никель-железные сплавы и богатые никелем карбонаты. Эти элементы указывают на реакцию окислительно-восстановительного замерзания, где окисленный карбонатно-силикатный расплав взаимодействует с редуцированной породой. В результате железо окисляется предпочтительнее никеля, обогащая остаточный сплав, а из расплава кристаллизуются карбонаты и алмазы, фиксируя этот геохимический момент.
Дополнительно в алмазах нашли коэсит, калий-богатые алюминиевые фазы и молекулярный твердый азот, которые служат индикаторами высокого давления и подтверждают происхождение из глубоких слоев верхней мантии и мелкой переходной зоны. Такие реакции локально окисляют участки мантии, что может объяснять неожиданно высокие окисленные условия в некоторых сверхглубоких алмазах и способствовать обогащению пород карбонатом, калием и другими элементами.
Эти процессы проливают свет на происхождение магм, формирующих континенты и выносящих алмазы на поверхность. Они также подчеркивают роль субдукции и динамики мантии в генерации вулканических пород.
Алмазы выступают как миниатюрные капсулы времени, сохраняющие записи скрытой химии мантии и эволюции ее окислительно-восстановительного состояния через взаимодействия расплава и пород. Исследование подчеркивает их ценность как естественных свидетелей процессов, происходящих на сотнях километров под поверхностью Земли.
