Jorden genbruger havbunden til diamanter

Diamanten på din finger er højst sandsynligt lavet af genbrugt havbund kogt dybt i jorden.

Spor af salt fanget i mange diamanter viser, at stenene er dannet fra gamle havbunde, der blev begravet dybt under jordskorpen, ifølge ny forskning ledet af Macquarie University geoforskere i Sydney, Australien.

De fleste diamanter, der findes på Jordens overflade, er dannet på denne måde; andre er skabt ved krystallisation af smelter dybt i kappen.

I eksperimenter, der genskaber de ekstreme tryk og temperaturer fundet 200 kilometer under jorden, Dr. Michael Förster, Professor Stephen Foley, Dr. Olivier Alard, og kolleger ved Goethe Universität og Johannes Gutenberg Universität i Tyskland, har vist, at havvand i sediment fra bunden af ​​havet reagerer på den rigtige måde for at producere balancen af ​​salte, der findes i diamant.

Studiet, udgivet i Videnskab fremskridt , løser et mangeårigt spørgsmål om dannelsen af ​​diamanter. "Der var en teori om, at salte fanget inde i diamanter kom fra havvand, men kunne ikke testes, " siger hovedforfatter Michael. "Vores forskning viste, at de kom fra marine sedimenter."

Diamanter er krystaller af kulstof, der dannes under jordskorpen i meget gamle dele af kappen. De bringes til overfladen i vulkanudbrud af en særlig slags magma kaldet kimberlit.

Mens ædelstensdiamanter normalt er lavet af rent kulstof, såkaldte fibrøse diamanter, som er grumset og mindre tiltrækkende for juvelerer, indeholder ofte små spor af natrium, kalium og andre mineraler, der afslører information om miljøet, hvor de er dannet.

Disse fibrøse diamanter er almindeligvis slebet ned og bruges i tekniske applikationer som bor.

Fibrøse diamanter vokser hurtigere end ædelstensdiamanter, hvilket betyder, at de fanger små prøver af væsker omkring dem, mens de dannes.

"Vi vidste, at der skal være en slags salt væske, mens diamanterne vokser, og nu har vi bekræftet, at havsediment passer til regningen, " siger Michael.

For at denne proces kan finde sted, en stor plade af havbunden ville skulle glide ned til en dybde på mere end 200 kilometer under overfladen ret hurtigt, i en proces kendt som subduktion, hvor en tektonisk plade glider under en anden.

Den hurtige nedstigning er påkrævet, fordi sedimentet skal komprimeres til mere end fire gigapascal (40, 000 gange atmosfærisk tryk), før det begynder at smelte ved temperaturer på mere end 800°C, der findes i den gamle kappe.

For at teste ideen, teammedlemmer ved Johannes Gutenberg Universität Mainz og Goethe Universität Frankfurt i Tyskland udførte en række højtryks-, højtemperaturforsøg.

De anbragte marine sedimentprøver i et kar med en sten kaldet peridotit, som er den mest almindelige slags sten, der findes i den del af kappen, hvor diamanter dannes. Så skruede de op for trykket og varmen, giver prøverne tid til at reagere med hinanden under forhold som dem, der findes forskellige steder i kappen.

Ved tryk mellem fire og seks gigapascal og temperaturer mellem 800°C og 1100°C, svarende til dybder på mellem 120 og 180 kilometer under overfladen, de fandt salte dannet med en balance mellem natrium og kalium, der nøje matcher de små spor, der findes i diamanter.

"Vi demonstrerede, at de processer, der fører til diamantvækst, er drevet af genanvendelse af oceaniske sedimenter i subduktionszoner, " siger Michael.

"Produkterne fra vores eksperimenter resulterede også i dannelsen af ​​mineraler, der er nødvendige ingredienser til dannelsen af ​​kimberlit-magmaer, som transporterer diamanter til jordens overflade."