Τα μικροσκοπικά ελαττώματα στα διαμάντια κρατούν το μυστικό στο σχηματισμό των πρώτων ηπείρων.
Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εγκλείσματα - ατέλειες που υποτιμούν οι κοσμηματοπωλεία αλλά πολύτιμες για τους επιστήμονες - για να εντοπίσουν το σχηματισμό διαμαντιών. Διαπίστωσαν ότι τα θειούχα μέταλλα μέσα στις εγκλείσεις ήταν τελευταία στην επιφάνεια του πλανήτη πριν από 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, πριν από την άνοδο του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.
Τα ευρήματα αποκαλύπτουν την ιστορία των ηπείρων και του μανδύα όπου σχηματίζονται τα διαμάντια, δήλωσε η αρχηγός της μελέτης Karen Smit, ερευνητής στο μη κερδοσκοπικό Ινστιτούτο Gemological of America. Τα διαμάντια στη μελέτη, που βρέθηκαν στη Δυτική Αφρική, δείχνουν ότι οι αρχαίες ηπείρους σε αυτή την περιοχή σχηματίστηκαν από υποβιβασμό, μια διαδικασία στην οποία μια πλάκα κρούστας ωθεί κάτω από μια άλλη.
"Μπορούμε να εντοπίσουμε τα 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια ιστορίας της Γης μόνο μέσω αυτής της ένταξης σουλφιδίου", δήλωσε ο Smit στην Live Science.
Μέσα σε ένα διαμάντι
Τα διαμάντια σχηματίζονται βαθιά στο μανδύα. Οι περισσότεροι, δήλωσε ο Σμιτ, σχηματίζουν βάθος 200 χιλιομέτρων και κάποια μορφή ακόμα πιο βαθιά, περίπου 250 με 435 μίλια (400 έως 700 χλμ.). Η βαθύτατη τρύπα που ποτέ διάτρησε, το Kola Superdeep Borehole στη Ρωσία, διαπέρασε μόνο 12 μίλια (12 μίλια). Τα διαμάντια στη συνέχεια φέρονται στην επιφάνεια αρκετά γρήγορα μέσω βαθέων ηφαιστειακών εκρήξεων.
Η Smit και οι συνεργάτες της μελέτησαν το άζωτο σε διαμάντια από την περιοχή Zimmi της Σιέρρα Λεόνε, όταν διαπίστωσαν ότι οι εγκλεισμένες εγκλείσεις σουλφιδίων στα διαμάντια έδειχναν σημάδια ύπαρξης στο μανδύα πριν σχηματιστούν τα διαμάντια, πράγμα που σημαίνει ότι είχαν παγιδευτεί μέσα στην κρυσταλλοποίηση διαμάντια και φέρονται μέχρι την επιφάνεια μαζί τους. Άρχισαν να διερευνούν τα ισότοπα του θείου μέσα στις εγκλείσεις. Τα ισότοπα είναι παραλλαγές ατόμων με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων στους πυρήνες τους.
Αυτό που αποκάλυψε αποκάλυψε ότι οι εγκλείσεις ήταν πολύ παλιές. Το οξυγόνο προστατεύει το θείο από ορισμένες αντιδράσεις με υπεριώδες φως, έτσι οι ερευνητές μπορούν να δουν αν σχηματίζεται θείο σε περιβάλλον πλούσιο σε οξυγόνο ή χαμηλού οξυγόνου. Αυτά τα ισότοπα σχηματίστηκαν στην ατμόσφαιρα πριν υπάρξει πολύ οξυγόνο στην ατμόσφαιρα, περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, είπε ο Smit. Τα ίδια τα διαμάντια είναι πολύ νεώτερα και σχηματίστηκαν περίπου 650 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Μια ιστορία ηπείρων
Οι ερευνητές εξέτασαν έπειτα παρόμοια εγκλείσματα σε διαμάντια από το ορυχείο Ekati του Καναδά. Αυτά τα εγκλείσματα είναι 3,5 δισεκατομμυρίων ετών και δεν έχουν τα ίδια σήματα ισοτόπων με τα διαμάντια της Δυτικής Αφρικής. Η αντίθεση λέει μια ιστορία για το πώς διαμορφώθηκαν οι ηπείρους, είπε ο Smit. Αρχικά, οι ηπείρους πιθανώς σχηματίστηκαν από το λιωμένο μανδύα που έπεσε προς τα πάνω υπό μορφή βασάλτη, παρόμοιο με το πώς σχηματίζονται σήμερα η Ισλανδία ή η Χαβάη. Τα ορυκτά σε αυτή την κρούστα σχηματίζονται στον μανδύα, όχι σε επαφή με την ατμόσφαιρα.
Αργότερα στην ιστορία της Γης, όμως, η υποβάθμιση έγινε σημαντική για τη διαμόρφωση σταθερών ηπείρων. Ένα κομμάτι κρούστα θα αλέσει κάτω από ένα άλλο. πυκνότερο υλικό θα βυθιστεί και το λιγότερο πυκνό υλικό θα ανέβαινε για να σχηματίσει ηπειρωτική κρούστα. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο το θείο στα Δυτικά Αφρικανικά διαμάντια θα είχε πάρει βαθιά κάτω από την επιφάνεια, είπε ο Smit.
Ο πιο σταθερός, μακράς διαρκείας φλοιός συνδέεται με τμήματα του μανδύα που ονομάζονται "καρίλες", που ονομάστηκαν έτσι επειδή σταθεροποιούν την κρούστα ακριβώς όπως μια καρίνα σταθεροποιεί ένα πλοίο. Περισσότερες μελέτες σχετικά με διαμάντια πλούσια σε συμπεράσματα θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να εξηγήσουμε πώς και γιατί αυτά τα τρόφιμα σχηματίζουν, είπε ο Smit. Μέχρι στιγμής, υπάρχουν μόνο τέσσερις τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της Δυτικής Αφρικής και του Καναδά, με διαμάντια που περιέχουν και σουλφίδια και ορυκτά που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα για τη διαμόρφωση των διαμαντιών. Περισσότεροι χώροι θα βοηθούσαν στην ανίχνευση της ιστορίας της Γης με περισσότερες λεπτομέρειες, δήλωσε ο Σμιτ, αλλά αυτές οι μελέτες είναι πρόκληση επειδή τα διαμάντια καταστρέφονται στη διαδικασία ανάλυσης.
«Χρειαζόμαστε διαμάντια», είπε ο Smit, «να καταστρέψει για την επιστήμη».
