Погружение в недра Земли помогает ученым раскрыть секреты образования алмазов

Международная группа ученых из Бристольского университета экспериментально установила, что карбонатные минералы, погружающиеся в мантию в зонах субдукции, остаются стабильными до глубин около 1000–1300 км. На больших глубинах они вступают в реакцию с кремнеземом с образованием бриджманита и выделением твердого CO₂, который впоследствии может кристаллизоваться в сверхглубинные алмазы. Исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Понимание глобального углеродного цикла, включая процессы в недрах Земли, критически важно для объяснения климатической стабильности нашей планеты. В отличие от Венеры, Земля обладает активной тектоникой плит, которая через субдукцию транспортирует углерод с поверхности в мантию. Мантия, составляющая 75% объема Земли, потенциально содержит больше углерода, чем все другие резервуары вместе взятые. Новые данные показывают, что на глубине около 1000 км возникает барьер для дальнейшего погружения карбонатов, что приводит к образованию алмазов, которые могут храниться в глубинах в течение геологических масштабов времени.

«Мы хотели выяснить, остаются ли карбонатные минералы стабильными в нижней мантии Земли, и если нет, то какие изменения давления и температуры запускают реакции, и к чему они приводят», — пояснил доктор Джеймс Дрюитт. Используя лазерно-нагреваемую алмазную наковальню, команда воссоздала условия до 90 ГПа и 2000 °C. Выделившийся в реакции твердый CO₂ при дальнейшем нагреве субдуцированной плиты разрушается, формируя сверхглубинные алмазы. Эти алмазы могут быть возвращены к поверхности мантийными плюмами, предоставляя уникальные прямые образцы вещества глубин Земли.