• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Jorden återvinner havsbotten till diamanter

    Är tomtebloss på ditt finger återvunnen havsbotten? Kredit:Stephen Durham

    Diamanten på ditt finger är sannolikt gjord av återvunnen havsbotten kokad djupt i jorden.

    Spår av salt fångat i många diamanter visar att stenarna bildas från gamla havsbottnar som begravdes djupt under jordskorpan, enligt ny forskning ledd av geoforskare från Macquarie University i Sydney, Australien.

    De flesta diamanter som finns på jordens yta bildas på detta sätt; andra skapas genom kristallisation av smältor djupt i manteln.

    I experiment som återskapade de extrema trycken och temperaturerna som hittades 200 kilometer under jorden, Dr Michael Förster, Professor Stephen Foley, Dr Olivier Alard, och kollegor vid Goethe Universität och Johannes Gutenberg Universität i Tyskland, har visat att havsvatten i sediment från havets botten reagerar på rätt sätt för att producera balansen av salter som finns i diamant.

    Studien, publiceras i Vetenskapens framsteg , avgör en långvarig fråga om bildandet av diamanter. "Det fanns en teori om att salterna som fångades inuti diamanter kom från marint havsvatten, men kunde inte testas, " säger huvudförfattaren Michael. "Vår forskning visade att de kom från marint sediment."

    Diamanter är kristaller av kol som bildas under jordskorpan i mycket gamla delar av manteln. De förs upp till ytan i vulkanutbrott av en speciell sorts magma som kallas kimberlit.

    Medan ädelstensdiamanter vanligtvis är gjorda av rent kol, så kallade fibrösa diamanter, som är grumliga och mindre tilltalande för juvelerare, innehåller ofta små spår av natrium, kalium och andra mineraler som avslöjar information om miljön där de bildades.

    Dessa fibrösa diamanter mals ofta ner och används i tekniska applikationer som borr.

    Fibrösa diamanter växer snabbare än ädelstensdiamanter, vilket innebär att de fångar små prover av vätskor runt dem medan de bildas.

    "Vi visste att någon sorts salt vätska måste finnas kvar medan diamanterna växer, och nu har vi bekräftat att marint sediment passar, säger Michael.

    För att denna process ska inträffa, en stor havsbottenplatta skulle behöva glida ner till ett djup av mer än 200 kilometer under ytan ganska snabbt, i en process som kallas subduktion där en tektonisk platta glider under en annan.

    Den snabba nedstigningen krävs eftersom sedimentet måste komprimeras till mer än fyra gigapascal (40, 000 gånger atmosfärstrycket) innan det börjar smälta i temperaturer på mer än 800°C som finns i den antika manteln.

    För att testa idén, teammedlemmar vid Johannes Gutenberg Universität Mainz och Goethe Universität Frankfurt i Tyskland genomförde en serie högtrycks-, högtemperaturexperiment.

    De placerade marina sedimentprover i ett kärl med en sten som kallas peridotit som är den vanligaste typen av sten som finns i den del av manteln där diamanter bildas. Sedan höjde de trycket och värmen, ge proverna tid att reagera med varandra under förhållanden som de som finns på olika ställen i manteln.

    Vid tryck mellan fyra och sex gigapascal och temperaturer mellan 800°C och 1100°C, motsvarande djup på mellan 120 och 180 kilometer under ytan, de hittade salter bildade med en balans av natrium och kalium som nära matchar de små spåren som finns i diamanter.

    "Vi visade att de processer som leder till diamanttillväxt drivs av återvinning av oceaniska sediment i subduktionszoner, säger Michael.

    "Produkterna från våra experiment resulterade också i bildandet av mineraler som är nödvändiga ingredienser för bildandet av kimberlitmagma, som transporterar diamanter till jordens yta."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com