Джакарта –
Недра Земли хранят множество неразгаданных тайн, в том числе одна из них – «алмазная фабрика», которая, как считается, существовала миллиарды лет назад.
Отметим, что углерод играет важную роль в геологических процессах, происходящих в недрах Земли. Большая часть углерода на нашей планете находится в ее ядре. Однако достоверно неизвестно, может ли углерод ядра быть добавлен к мантии Земли из-за отсутствия знаний о возможных механизмах переноса углерода на границе ядра и мантии.
В новом исследовании группа ученых-геологов под руководством Университета штата Аризона и Университета штата Мичиган провела эксперименты, воспроизведя экстремальные условия давления и температуры на границе ядра и мантии.
РЕКЛАМНОЕ ОБЪЯВЛЕНИЕ
ПРОКРУТИТЕ, ЧТОБЫ ПРОДОЛЖИТЬ СОДЕРЖАНИЕ
Их результаты показывают, что вода может реагировать с металлическими железными ядрами и высвобождать углерод в виде алмаза. Этот процесс демонстрирует важную взаимосвязь между круговоротом воды и углерода на Земле. Кроме того, их результаты предсказывают возможное присутствие алмазов в некоторых областях самой глубокой мантии.
«Углерод является важным элементом для жизни и играет важную роль во многих геологических процессах», — сказал доктор. Бёнкван Ко, научный сотрудник Мичиганского государственного университета, цитирует Sci News.
«Открытие нового механизма переноса углерода из ядра в мантию прольет свет на понимание круговорота углерода в недрах Земли. Это еще более интересно, учитывая, что образование алмазов на границе ядра и мантии могло происходить на протяжении миллиардов лет с момента начала субдукции на планете», — пояснил он.
В своем эксперименте Dr. Ко и его коллеги сжали железо-углеродный сплав и воду вместе до желаемого давления и температуры на границе ядра и мантии Земли, а затем расплавили железо-углеродный сплав.
Они обнаружили, что вода и металлы вступают в реакцию с образованием оксидов и гидроксидов железа, как это происходит с ржавчиной на поверхности Земли. Однако они обнаружили, что при граничных условиях ядро-мантия углерод выходит из расплавленного железометаллического сплава и образует алмаз.
«Температура на границе между силикатной мантией и металлическим ядром на глубине 3000 км достигает около 3900 градусов по Цельсию, температура достаточно высока для того, чтобы большинство минералов теряли воду, захваченную в их структуре атомного масштаба», — сказал профессор Дэн Шим. исследователь из Университета штата Аризона.
«На самом деле температура была достаточно высокой, чтобы некоторые минералы расплавились в этих условиях», — добавил он.
Поскольку углерод является железолюбивым элементом, считается, что значительное количество углерода присутствует в ядре, тогда как считается, что в мантии содержится относительно мало углерода. Однако геологи обнаружили, что в мантии содержится больше углерода, чем считалось ранее.
«При давлениях, ожидаемых для границы между ядром и мантией Земли, сплав водорода с расплавленным черным металлом, по-видимому, снижает растворимость других легких элементов в ядре», — сказал профессор Шим.
Следовательно, растворимость углерода, который, вероятно, присутствует в ядре Земли, локально уменьшается там, где водород попадает в ядро из мантии (путем дегидратации).
Ну а стабильной формой углерода в граничных условиях температура-давление ядро-мантия Земли является алмаз. «Поэтому углерод, выходящий из расплавленного внешнего ядра, становится алмазом, когда попадает в мантию», — сказал профессор Шим.
Текущее исследование предполагает, что углерод, просачивающийся из ядра в мантию в результате этого процесса формирования алмазов, может дать достаточно углерода, чтобы объяснить увеличение количества углерода в мантии.
Исследователи также предсказывают, что богатые алмазами структуры могут существовать на границе ядра и мантии, и сейсмические исследования могут обнаружить эти структуры, потому что сейсмические волны должны распространяться очень быстро для этих структур.
«Причина, по которой сейсмические волны должны так быстро распространяться через богатую алмазами структуру на границе ядра и мантии, заключается в том, что алмаз очень несжимаем и менее плотен, чем другие материалы на границе ядра и мантии», — заключил профессор Шим.
Смотреть видео”Открытие редкого розового алмаза в Анголе“
[Gambas:Video 20detik]
(рнс/фык)
