Semnele care arată că în adâncurile Pământului s-ar ascunde o „mină de diamante”

Semnele care arată că în adâncurile Pământului s-ar ascunde o „mină de diamante

Noi cercetări științifice arată că în adâncurile Pământului s-ar putea afla o „mină de diamante”. Zona de graniță dintre miezul de metal topit al Pământului și mantaua sa, mai concret mijlocul său stâncos ar putea reprezenta această fabrică de diamante.

Un nou experiment de laborator arată că, la temperaturi și presiuni extreme, combinația de fier, carbon și apă, toate ingredientele potențiale găsite la limita miez-manta, poate forma diamant. Dacă acest proces are loc și în adâncul Pământului, s-ar putea explica unele ciudățenii ciudate ale mantalei, inclusiv de ce are mai mult carbon în ea decât se așteaptă oamenii de știință.

Descoperirile ar putea ajuta, de asemenea, la explicarea structurilor ciudate adânci în granița nucleu-manta, unde valurile de la cutremure încetinesc dramatic. Aceste regiuni, cunoscute sub numele de „zone cu viteză ultra joasă” sunt asociate cu structuri ciudate ale mantalei, inclusiv două pete uriașe sub Africa și Oceanul Pacific, care pot avea doar câțiva kilometri în diametru sau câteva sute.

Nimeni nu știe exact ce sunt, astfel că unii oameni de știință cred că datează de 4,5 miliarde de ani și sunt făcute din materiale de pe Pământul foarte antic. Cu toate acestea, noua cercetare sugerează că unele dintre aceste zone își pot datora existența tectonicii plăcilor, care probabil a început mult după formarea Pământului, probabil cu 3 miliarde de ani în urmă.

Acolo unde miezul se întâlnește cu mantaua, fierul lichid se freacă de roca solidă. Aceasta este o tranziție la fel de dramatică precum interfața rocă-aer de la suprafața Pământului. La o astfel de tranziție, în special la presiuni și temperaturi ridicate, se poate întâmpla o chimie ciudată.

Adâcurile Pământului ar adăposti o „fabrică” de diamante

Mai mult, studiile care folosesc reflexiile undelor de cutremur pentru a vizualiza mantaua au arătat că materialele din crustă pot pătrunde până la limita nucleu-manta, la aproximativ 3.000 de kilometri sub suprafața Pământului.

În zonele de subducție, plăcile tectonice se împing unele sub altele, conducând crusta oceanică în subsol. Rocile din această crustă oceanică au apă blocată în minerale. Ca rezultat, este posibil ca apa să existe în limita miez-manta și să conducă reacții chimice acolo.

Pentru a testa ideea, cercetătorii au reunit ingredientele disponibile în limita nucleu-manta și le-au presat împreună  generând presiuni de până la 140 de gigapascali. De asemenea, cercetătorii au încălzit probele la 3.776 de grade Celsius.

Sub presiunea și temperatura limitei miez-manta, apa se comportă foarte diferit decât o face pe suprafața Pământului. Moleculele de hidrogen se despart de moleculele de oxigen. Din cauza presiunii ridicate, hidrogenul gravitează spre fier, care este metalul care alcătuiește cea mai mare parte a miezului. Astfel, oxigenul din apă rămâne în manta, în timp ce hidrogenul se topește cu miezul.

Când se întâmplă acest lucru, hidrogenul pare să împingă deoparte alte elemente ușoare din miez, inclusiv, în mod esențial, carbonul. Acest carbon este scos din miez și în manta. La presiuni mari prezente în limita miez-manta, cea mai stabilă formă a carbonului este diamantul.

Acestea nu sunt aceleași diamante care sunt utilizate la bijuterii. Majoritatea diamantelor care își fac drum la suprafață și, în cele din urmă, devin bijuteriile cuiva, se formează la câteva sute de kilometri adâncime, nu câteva mii. Totuși, diamantele din miezul manteli sunt probabil plutitoare și ar putea fi transportate în toată crusta, distribuindu-și carbonul pe măsură ce acestea „călătoresc”.

Mantaua are de trei până la cinci ori mai mult carbon decât s-ar aștepta cercetătorii, pe baza proporției de elemente din stele și alte planete. Diamantele găsite în acest strat al Pământului ar putea explica discrepanța care are loc.