Tokie tyrimo rezultatai rodo, kad skysto metalo kišenės, kurių galima rasti Žemės mantijoje, esančioje tarp plutos ir branduolio, atlieka svarbų vaidmenį anglies gyvenimo cikle keliaujant tarp Žemės gelmių ir paviršiaus, teigia mokslininkai.
Paprastai deimantai formuojasi giliai, karštose Žemės mantijos uolienose ir į paviršių iškyla kartu su ugnikalnių išsiveržimais. Didžiausias iki šiol surastas brangakmenių kokybės deimantas yra Cullinano deimantas, 1905 metais iškastas Pietų Afrikoje. 3106,75 karatų deimantas, vėliau supjaustytas į kelis mažesnius brangakmenius, iš pradžių svėrė 621,35 gramus ir buvo maždaug 9,8 cm ilgio.
Ankstesniais tyrimais nustatyta, kad didžiausi pasaulyje brangakmenių kokybės deimantai nuo mažesniųjų skiriasi ne tik dydžiu, bet ir sudėtimi bei struktūra.
„Juose esama labai nedaug inkliuzų, kitaip tariant, medžiagos, kuri nėra deimantas. Be to, jie yra santykinai gryni, kas reiškia, kad dauguma šių deimantų yra sudaryti vien iš anglies atomų, skirtingai nei kiti deimantai, kuriuose kartkartėmis pasitaiko ir azoto atomų, vietomis pakeičiančių anglį“, - sakė tyrimo pagrindinis autorius, Amerikos gemologijos instituto (JAV) geologas Evanas Smithas.
Be to, kai patys didžiausi deimantai būna nešlifuoti, „jie būna netaisyklingos formos, tarsi ledinukas, kurį laiką pabuvęs kieno nors burnoje, o ne gražus, simetriškas kristalas, kaip mes esame pratę galvoti apie deimantus“, - sakė geologas.
Šie skirtumai mokslininkams leido daryti prielaidą, kad didieji deimantai gali ir formuotis kitaip, nei mažesnieji. Tik štai bėda ta, kad patys didžiausi pasaulyje brangakmenių kokybės deimantai yra tokie brangūs, kad mokslininkai praktiškai negali prie jų prieiti ir atlikti norimus tyrimus, skundėsi E.Smithas. Dėl šios priežasties buvo kišami pagaliai į ratus tyrimams, kurie galėtų atskleisti šių retų, brangių akmenų kilmę.
Bet pastarojo tyrimo autoriams pavyko patyrinėti net 42 tokius didelius šlifuotus brangakmenius – kiekvienas jų mokslininkams buvo paskolintas vos kelioms valandoms. Be to, mokslininkai gavo ir du nebaigtus šlifuoti deimantus bei devynias „nuopjovas“ - gabalėlius, likusius atpjovus pagrindinio deimanto briaunas.
Mokslininkai šiuose mėginiuose pastebėjo mažulyčių metalo smilčių. Smilčių sudėtyje buvo geležies, nikelio, anglies ir sieros – šio kombinacija niekada neaptinkama dažniau pasitaikančiuose, smulkesniuose deimantuose, sakė tyrimo bendraautoris, Karnegio mokslų institucijos geochemikas Stevenas Shirey. Be to, labai mažose erdvėse tarp metalo inkliuzų ir juos supančio grynojo deimanto aptiko metano ir vandenilio pėdsakų.
Metalo smiltys yra ženklas, kad masyvūs deimantai tikriausiai atsirado neįprastu būdu. Šių metalinių inkliuzų cheminė sudėtis rodo, kad didieji deimantai kristalizuojasi skysto metalo kišenėse. Tuo tarpu smulkesnieji deimantai auga cheminiame „sultinyje“, kuriame gausu anglies, deguonies ir vandenilio, sakė E.Smithas.
Kai kuriuose mokslininkų analizuotuose mėginiuose taip pat buvo tik itin didelėse gelmėse susidarančių mineralų su siliciu. Mokslininkų skaičiavimais, didieji deimantai yra „supergilūs“, jie turėtų susidaryti maždaug 410-660 km gylyje. Palyginimui, ankstesniais tyrimais nustatyta, kad dauguma mažesniųjų deimantų susidaro „vos“ 150-200 km gylyje.
Savo darbu mokslininkai pateikė tiesioginius įrodymus ilgą laiką vyravusiai teorinei prognozei, kad Žemės mantijoje vyksta cheminės reakcijos, dėl kurių susidaro metalinės formos geležies ir nikelio lydinio kišenės. Tuo tarpu didesnioji dalis mantijoje esančios geležies ir nikelio yra sudarę junginius su deguonimi ar kitais elementais.
Nors didieji deimantai ir dažnesni smulkieji deimantai kartais randami vieni greta kitų, tai nereiškia, kad jie ir susiformavo vienoje vietoje, sako S.Shirey. Gali būti, kad juos į paviršių iškėlė tas pats magmos srautas.
Anot E.Smitho, jų tyrimų rezultato nereikėtų interpretuoti kaip įrodymo, kad „giliai Žemės mantijoje tyvuliuoja skysto metalo vandenynas“. Skysto metalo mantijoje reikėtų ieškoti tik nedidelėmis kišenėmis, „jei reikėtų spėti, sakyčiau, kumščio dydžio gumulais, išsibarsčiusiais mantijoje“, - teigė geologas.
Tyrimų rezultato nereikėtų interpretuoti kaip įrodymo, kad „giliai Žemės mantijoje tyvuliuoja skysto metalo vandenynas“.
„Tos metalinės būsenos geležies nėra daug – mantijoje ji sudaro tik apie 1 procentą. Bet šios žinios ir taip pakeitė mūsų supratimą apie Žemės gelmes, nes tokie elementai, kaip anglis, gerai tirpsta metalinėje geležyje. Tai reiškia, kad šio metalo buvimas gali turėti įtakos anglies, azoto ir vandenilio ciklui iš Žemės gelmių į paviršių – iš mantijos į tą vietą, kur gyvename mes“, - pasakojo geologas.
Ateities tyrimais turėtų būti išsiaiškinta, kokių dar elementų esama stambiuosiuose deimantuose ar jų nuopjovose, kokie yra tų elementų izotopai, sakė E.Smithas. „Tai turėtų padėti išsiaiškinti to metalo kilmę. Iš kur jis atsirado, kaip jis susiformuoja, kokia to elemento gyvavimo trukmė, kokiuose procesuose jis dalyvauja“, - pasakojo E.Smithas.
Tyrimų rezultatai publikuoti žurnale „Science“.
