Мутноватые, желтоватые “волокнистые алмазы” слишком некрасивы для большинства ювелиров. Но для ученых их кристаллическая структура хранит ценные секреты, уходящие в прошлое на миллиард и более лет.
Яаков Вайс, ученый из Еврейского университета в Иерусалиме, и его коллеги измельчили части южноафриканских волокнистых алмазов, чтобы извлечь крошечные карманы жидкости, обнаруженные внутри. Этот флюид, из которого когда-то образовались алмазы, содержит уникальную запись условий их образования глубоко внутри Земли. Он также содержит уран и торий, которые распадаются на изотоп гелий-4 и постепенно вытекают из кристаллической решетки алмаза. Но никто не знал точной скорости утечки, необходимой для определения возраста алмазов и раскрытия их истории.
Команда датировала жидкость тремя отдельными периодами, каждый из которых совпадал с большими изменениями на поверхности. Самые древние алмазы были найдены между 750 миллионами и 2,6 миллиардами лет назад; ученые сузили их создание до примерно миллиарда лет назад, когда тектонические силы строили скалистые горы на территории современной Южной Африки. Следующий древнейший алмаз сформировался 300-540 миллионов лет назад, совпав с образованием Намибийских Науклуфтовых гор. Затем они исключили возраст, который был бы невозможен, основываясь на известных тектонических и тепловых условиях в мантии и коре Земли в месте образования алмазов. Объединение этих данных дало верхний предел утечки, который исследователи могли применить ко всем волокнистым алмазам, которые они изучали. Недавно они описали свои результаты в журнале Nature Communications.
Кроме того, жидкость была богата углеродом в самых старых алмазах, тяжелым кремнеземом в алмазах средней старости и солью – в самых молодых. Это также может быть отражением значительных геологических изменений: например, самые молодые флюиды, возможно, пришли из океанической коры, которая была вытеснена вглубь Земли, когда океаническая пластина скользнула под континентальную кору.
Ни одна другая глубинная порода или минерал не достигает поверхности с таким небольшим количеством внутренних изменений, как алмаз, говорит ученый-землист из Университета Альберты Сюзетт Тиммерман, которая участвовала в этом исследовании. Таким образом, флюиды представляют собой редкое прямое окно в глубинную литосферу (кору) и верхнюю мантию. “То, что находится внутри, – это, по сути, капсула времени”, – говорит Тиммерман.
Далее исследователи планируют проверить алмазы из других регионов на наличие аналогичных корреляций между образованием и крупными поверхностными событиями, говорит Вайс: “Нам нужно будет подумать о том, что именно это говорит об эволюции мантии и литосферы”.
