Фактически все природные алмазы находят внутри кимберлитовых трубок – вертикальных каналов в толще земной коры, возникших в результате подъёма магмы к поверхности планеты.


Российские и зарубежные геологи выяснили, что соединения железа и углекислоты играют определяющую роль в формировании алмазов в глубинных слоях недр Земли, помогая их "зародышам" выживать при сверхвысоких давлениях и температурах.

Фактически все природные алмазы находят внутри кимберлитовых трубок – вертикальных каналов в толще земной коры, возникших в результате подъёма магмы к поверхности планеты. Сами алмазы, в свою очередь, возникают не внутри этих трубок, а в мантии Земли, на глубине в несколько сотен километров.

Происхождение кимберлитов вызывает дискуссии среди учёных, так как высокая вязкость "прародителя" алмазов не должна была бы позволить ему подняться из глубинных слоев мантии. Кроме того, многие алмазы, найденные в Бразилии и в других регионах залегания подобных трубок, сформировались на глубине как минимум в 600 километров, что заставляет геологов гадать, как их "заготовкам" удалось выжить при путешествии в сторону ядра Земли.

Леонид Дубровинский (Leonid Dubrovinsky) из университета Байерта (Германия), а также ряд учёных из "Сколтеха", НИТУ "МИСиС" и зарубежных вузов нашли потенциальное объяснение этой геологической загадке, наблюдая за тем, что происходит с различными "зародышами" алмазов при температуре в 2200 градусов Цельсия и давлениях, превышающих атмосферное почти в миллион раз.

Как объясняют специалисты, главным кандидатом на роль прародителя алмазов сегодня считаются различные осадочные породы, содержащие в себе карбонаты – соединения угольной кислоты и ионов различных металлов. Учёные уже достаточно давно проводят опыты с карбонатами, сжимая обычный мел, карбонат магния и другие версии этих солей, и постоянно приходят к выводу, что все эти вещества не "доживут" до конца путешествия к ядру Земли и распадутся раньше, чем они смогут превратиться в алмазы.



Дубровинский и его коллеги проверили, что произойдет с ещё одной формой карбонатов, которая раньше не принимала участия в подобных опытах – с кристаллами сидерита (также известен как "железный шпат"), карбоната железа, возникающими в большом количестве у гидротермальных источников и в отложениях осадочных пород.

Сжав эти кристаллы при помощи алмазной наковальни, учёные просветили их при помощи ускорителя частиц и изучили, как изменялась их структура при повышении давлении и температур, пишет РИА Новости.

Эти опыты показали, что карбонат железа не распался при достижении сверхвысоких давлений и температур, а поменял структуру. Атомы железа в нём окислились и потеряли ещё один электрон, а молекулы угольной кислоты присоединили ещё один атом кислорода и превратились в ортоугольную кислоту, или "кислоту Гитлера".

В результате этого возникла структура, крайне устойчивая при сверхвысоких давлениях и обладающая формой, похожей на то, как устроены алмазы на атомном уровне. Она, как показывают расчёты, позволяет карбонатам достичь глубины примерно в 2,5 тысячи километров и не распасться. Это объясняет, как "зародышам" алмазов удаётся выжить при путешествии к центру планеты и показывает, что экзотическая ортоугольная кислота существует не только в ядрах планет-гигантов, но и в мантии Земли, заключают эксперты.

Подробнее об "алмазном" исследовании рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Кстати, ранее выяснилось, что Антарктида может быть богата алмазами, и искать их поможет новый материал на основе хрома.