Геологи экспериментально подтвердили, что при температуре и давлении, аналогичных тем, что наблюдаются на глубинах около 200 километров, может происходить совместный рост алмаза и граната. Этот процесс происходит благодаря взаимодействию граната с углекислыми и водно-углекислыми флюидами — жидкостями, присутствующими в мантии Земли. Кроме того, авторы выяснили, что в среднем скорость роста алмазов в таких случаях составляет от 0,013 до 0,8 микрометров в час в зависимости от температуры. То есть, чтобы получить кристалл массой в один карат (0,2 грамма), потребуется от 4,5 месяцев до 17,5 лет. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».
Гранат — не только красивый драгоценный камень, но и распространенный минерал в мантии Земли, который часто встречается совместно с алмазом и является его постоянным спутником. Так, темно-красный гранат — пироп — на протяжении многих десятилетий используется как поисковый признак алмазных месторождений. Исследования показали, что в алмазообразовании важную роль играют расплавы и флюиды — жидкие компоненты земной мантии, — содержащие углекислоту, поскольку она служит источником углерода, из которого, собственно, состоит этот минерал. Однако до сих пор экспериментально процесс образования алмазов при взаимодействии углекислых флюидов и кристаллов граната не исследован, что ограничивает наши знания о том, как в природе формируются драгоценные камни.
Ученые из Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН (Новосибирск) детально исследовали преобразования, которые происходят с гранатом при взаимодействии с углекислым и водно-углекислым флюидами в присутствии углерода. Авторы смоделировали условия мантии Земли с помощью аппарата высокого давления типа «разрезная сфера». Он позволил создать давление, которое в природе создается на глубинах порядка 200 километров (примерно в шестьдесят пять тысяч раз выше атмосферного) и достичь температур в диапазоне 950–1550°C. В установку поместили образцы граната, затравочные кристаллы алмаза размером 0,5 миллиметра, графит, а также оксалат серебра или щавелевую кислоту — соединения, которые в лабораторных условиях служат источниками углекислого и водно-углекислого флюидов. Спустя четыре дня эксперимента исследователи проанализировали структуру и химический состав полученных минералов.
Оказалось, что под действием флюида химический состав поверхностных слоев граната заметно изменился: в них снизилось содержание оксидов магния и кальция и появились включения углекислого флюида, карбонатов и карбонатно-силикатных расплавов, а также графита. Кроме того, под действием высокого давления и температуры атомы углерода, находящиеся во флюиде в растворенном виде, формировали наросший слой на затравочных кристаллах алмазов. Расчеты показали, что алмазы, сосуществующие с гранатом, росли из флюида со скоростью от 0,013 до 0,8 микрометров в час в зависимости от температуры. Иными словами, в природе рост кристалла алмаза массой один карат (0,2 грамма) занял бы от 4,5 месяцев при температуре 1550°С до 17,5 лет при 1150°С, а на кристаллизацию самого большого в мире алмаза «Куллинан» (3106,75 карат или 621 грамм), потребовалось бы от 56 до 3000 лет.
«Полученные результаты позволяют лучше понять условия, в которых формируются алмазосодержащие породы, и возможную роль граната в процессах кристаллизации алмаза. Также наши данные могут использоваться при построении современных моделей природного алмазообразования. В дальнейшем мы планируем проводить исследования, направленные на выявление связи между условиями роста алмаза и его свойствами, чтобы эти закономерности можно было использовать для реконструкции генезиса алмаза в природе», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН Юрий Пальянов.
Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда
РАН: Лекарство для похудения может увеличивать риски болезни Альцгеймера
Специалистами Пущинского научного центра РАН установлено, что гипогликемические (понижающие уровень сахара в крови) препараты способны воздействовать на активность бета-амилоидных пептидов, которые ускоряют развитие болезни Альцгеймера. Так, семаглутид (действующее вещество «Оземпика»…
IJP: Назван парадоксальный фактор неудачи в лечении онкологии
Команда сотрудников Университета Тибы установила неожиданную причину неэффективность противораковых антител. Если они излишне сильно действуют на собственные иммунные клетки организма, то могут уничтожать Т-лимфоциты, тем самым ослабив защиту от опухоли.…
Римский торговый корабль возрастом 1700 лет лежит у побережья на Майорке
Всего в двух метрах под бирюзовыми водами Плайя-де-Пальма археологи обнаружили прекрасно сохранившийся римский торговый корабль, затонувший около 1700 лет назад. Обломки судна «Сес-Фонтанельес», найденные у одного из самых популярных туристических…
МО: за ночь над Россией сбили 40 украинских БПЛА
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили над российскими регионами 40 украинских БПЛА, сообщили в Минобороны РФ. В результате атак украинских беспилотников получили повреждения восемь домов в Орле. ТАСС собрал…
Замглавы МИД РФ Грушко: НАТО отрабатывает сценарий блокирования Калининградской области
Североатлантический альянс во время учений отрабатывает сценарий блокирования Калининградской области. Об этом заявил замглавы МИД РФ Александр Грушко в интервью "Известиям". Дипломат отметил, что в ходе учений альянса "отрабатываются такие…
ФСБ России задержала за госизмену москвича, работавшего на спецслужбу страны НАТО
Сотрудники ФСБ задержали по подозрению в госизмене 37-летнего жителя Москвы, собиравшего для спецслужбы одной из стран НАТО данные об оппозиционно настроенных россиянах. Об этом ТАСС сообщили в Центре общественных связей…
Как украинские пропагандисты пытаются убедить мир, что Украина не проигрывает
Украинцам было бы странно сохранять оптимизм, видя ситуацию в стране и читая, что пишут журналисты о...
В Турции обнаружены доказательства землетрясения 5000-летней давности
Археологи, ведущие раскопки доисторического поселения Чайёню-Тепеси, расположенного недалеко от Эрга...
Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".