Hvad gør diamanter blå? Bor fra oceaniske skorperester i jordens nedre kappe

Blå diamanter - som den verdensberømte Hope Diamond på Nationalmuseet for Naturhistorisk - dannet op til fire gange dybere i jordens kappe end de fleste andre diamanter, ifølge nyt værk offentliggjort på forsiden af Natur .

"Disse såkaldte type IIb diamanter er enormt værdifulde, gør dem svære at få adgang til til videnskabelige forskningsformål, " forklarede hovedforfatter Evan Smith fra Gemological Institute of America, tilføjer, "og det er meget sjældent at finde en, der indeholder indeslutninger, som er små mineralkrystaller fanget inde i diamanten."

Indeslutninger er rester af mineralerne fra bjergarten, hvori diamanten krystalliserede og kan fortælle videnskabsmænd om betingelserne, hvorunder den er dannet.

Type IIb diamanter skylder deres blå farve til elementet bor, et grundstof, der for det meste findes på jordens overflade. Men analyse af de fangede mineralkorn i 46 blå diamanter undersøgt over to år indikerer, at de krystalliserede i klipper, der kun eksisterer under de ekstreme tryk- og temperaturforhold i Jordens nedre kappe.

Forskergruppen - som omfattede Carnegies Steven Shirey, Emma Bullock, og Jianhua Wang - fastslog, at blå diamanter dannes mindst lige så dybt som overgangszonen mellem den øvre og nedre kappe - eller mellem 410 og 660 kilometer under overfladen. Flere af prøverne viste endda klare beviser for, at de kom fra dybere end 660 kilometer, hvilket betyder, at de stammer fra den nederste kappe. Derimod de fleste andre ædelstensdiamanter kommer op fra mellem 150 og 200 kilometer.

Så hvordan kom boret derned, hvis det er et element, der er kendt for hovedsageligt at bo i den lavvandede skorpe?

Ifølge den hypotese, forskergruppen fremsatte, den kom fra havbunden, der blev transporteret ned i jordens kappe, da en tektonisk plade gled under en anden - en proces kendt som subduktion.

Den nye undersøgelse foreslår, at bor fra jordens overflade blev inkorporeret i vandrige mineraler som serpentin, som krystalliserede under geokemiske reaktioner mellem havvand og havpladens klipper. Denne reaktion mellem sten og vand er en proces kaldet serpentinisering og kan strække sig dybt ned i havbunden, selv ind i oceanpladens kappedel.

Gruppens opdagelse afslører, at de vandførende mineraler rejser langt dybere ind i kappen end tidligere antaget, hvilket indikerer muligheden for en superdyb hydrologisk cyklus.

"De fleste tidligere undersøgelser af superdybe diamanter var blevet udført på diamanter af lav kvalitet, " sagde Shirey. "Men mellem vores opdagelse i 2016 af, at verdens største og mest værdifulde farveløse diamanter er dannet af metallisk væske dybt inde i Jordens kappe, og denne nye opdagelse af, at blå diamanter også har en superdyb oprindelse, vi ved nu, at de fineste diamanter i perlekvalitet kommer længst nede på vores planet. "