تایید منشا غیرعادی الماس در پژوهشی جدید

پژوهشگران با شبیه‌سازی شرایط تشکیل الماس در اعماق زمین، منشا نمک موجود در الماس و فرایند تشکیل آن را تأیید کردند.

زمین ساکن نمی‌نشیند. حدود ۳ میلیارد سال است که سیاره‌ی ما به‌طور مداوم درحال دگرگون کردن بستر اقیانوس‌های خود است؛ در برخی از مناطق، پوسته‌ی اقیانوس را می‌بلعد و در مناطق دیگر بستر جدیدی برای اقیانوس مهیا می‌کند. به‌نظر می‌رسد که الماس‌ها محصول فرعی این‌همه بی‌قراری باشند.

پژوهشگران براساس آثار نمک‌های به‌دام‌افتاده در الماس‌ها، نشان داده‌اند که بیشتر الماس‌ها، کریستال‌های کربن غوطه‌ور در آب هستند و از پوسته‌های بازیافت‌شده‌ی کف دریا که در اعماق زمین پخته می‌شوند، به‌دست می‌آیند. مایکل فورستر، نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:

تئوری پیشین می‌گفت نمک‌های به‌دام‌افتاده در الماس‌ها از آب دریا منشا گرفته‌اند اما کسی نمی‌توانست آن را آزمایش کند. پژوهش ما نشان می‌دهد که آن‌ها از رسوبات دریایی منشا گرفته‌اند.

واژه‌ی الماس (دیاموند) از اصطلاح یونانی آداماس (adamas) به‌معنای شکست‌ناپذیر (تسخیر ناپذیر) آمده است. این نام اشاره به سختی این ماده دارد اما به‌سادگی، محل تولد این سنگ قیمتی را نیز توصیف می‌کند. جدای الماس‌هایی که از فضا به زمین آمده‌اند، بیشتر الماس‌ها در بخش‌های بسیار قدیمی گوشته‌ی زمین تشکیل شده‌اند؛ لایه‌ای که حدود ۸۰ درصد از کل حجم این سیاره را تشکیل می‌دهد و تاکنون انسان‌ها نتوانسته‌اند آن را ببینند.

اگر بخواهیم مقایسه کنیم، پوسته‌ی نازکی که ما در حال حاضر روی آن زندگی می‌کنیم، تنها یک درصد از کل حجم سیاره را شامل می‌شود. اما همین پوسته، خود حدود ۳۵ کیلومتر عمق دارد، بنابراین مطالعه‌ی مستقیم گوشته‌ی زمین برای ما دشوار است. درست همین هفته، یک مأموریت حفاری ده ساله به‌منظور مشاهده‌ی این اعماق اسرارآمیز پس از یک کابوس مداوم ۶ ماهه که در آن حفره ریزش کرد، تعطیل شد.

بدون دسترسی به گوشته، نحوه‌ی تشکیل الماس‌ها برای سال‌ها یک سؤال بدون جواب مانده است. گروهی از دانشمندان علوم زمین، تحت هدایت پژوهشگرانی از دانشگاه مک‌کواری در استرالیا از روی سطح زمین سعی کردند پاسخ این سؤال را پیدا کنند. با ایجاد فشارها و دماهای شدیدی که در عمق ۲۰۰ کیلومتری سطح زمین وجود دارد، پژوهشگران نشان داده‌اند که آب دریا در رسوبات کف اقیانوس می‌تواند تعادل مایعات نمکی را که به‌طور رایج در الماس‌ها دیده می‌شود، تولید کند.

الماس

امروزه بیشتر الماس‌هایی که ما به شکل جواهر می‌بینیم، کریستال‌های شفافی هستند و این شفافیت ازنظر کیفیت آن‌ها اهمیت دارد. اما الماس‌های فیبری نیز وجود دارند. این گروه از الماس‌ها چنان سریع تشکیل می‌شوند که به‌طور تصادفی مقادیری از سدیم، پتاسیم و دیگر مواد معدنی را در خود به دام می‌اندازند. این ترکیبات موجب می‌شود که الماس حاصل ظاهری ابری پیدا کند اما این همین ناخالصی‌ها، خود پنجره‌ای رو به گذشته برای ما باز می‌کنند.

پژوهشگران تشکیل الماس‌های نمکی را با قرار دادن نمونه‌های رسوبات دریایی درون یک لوله‌ی مهروموم‌شده درکنار یک نوع معمول از سنگ گوشته که پریدوتیت نامیده می‌شود، مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها با تغییر فشار و حرارت، این موضوع را بررسی کردند که چگونه شرایط متفاوت موجود در بخش‌هایی از گوشته ممکن است روی این مایعات نمکی تأثیرگذار باشد. شبیه‌ترین تعادل الماس‌مانند سدیم و پتاسیم در دماهای بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه‌ی سانتیگراد، تحت فشار ۴ تا ۶ گیگاپاسکال و عمق ۱۲۰ تا ۱۸۰ کیلومتری سطح زمین به‌دست آمد.

پژوهشگران نتیجه‌گیری می‌کنند: اگر فرایند تشکیل بیشتر الماس‌ها شبیه به هم باشد، می‌توان گفت واکنش بین سنگ‌های رسوبی و پریدوتیت در جریان فرورانش زمین، مکانیسم اصلی تشکیل الماس‌های سنگ‌کره و کربنات‌های گوشته است. آن‌ها توضیح می‌دهند که برای تشکیل چنین الماس‌هایی باید شرایط مناسب برقرار باشد. برای مثال یک ورقه‌ی سنگی بزرگ از کف دریا باید درحدود ۲۰۰ کیلومتر فرو رانده شود؛ این لغزش تکتونیکی که با عنوان «فرورانش» شناخته می‌شود، نسبتا باید به‌سرعت رخ دهد.

قبل از رسیدن این ورقه به دمای ۸۰۰ درجه‌ی سانتی‌گرادی گوشته فوقانی و ذوب شدن، باید تحت فشاری معادل بیش از ۴۰ هزار برابر فشار اتمسفر زمین قرار گیرد؛ وگرنه الماسی تشکیل نخواهد شد. در طول این فرایند، مایعات نمکی از محیط‌های دریایی باستانی نیز به سمت پایین کشیده می‌شوند و با برخورد با پریدوتیت، کلریدها را تولید می‌کنند. بعدها، این سنگ ذوب می‌شود و سنگ‌های آتشفشانی دارای الماس را تشکیل می‌دهد که كيمبرليت نامیده می‌شوند. این سنگ‌ها سرانجام به سطح زمین آورده می‌شوند تا ما آن‌ها را پیدا کنیم و عزیز بداریم. فورستر می‌گوید:

ما نشان دادیم فرایندهایی که منجر به تشکیل الماس می‌شوند، با بازیافت رسوبات اقیانوسی در مناطق فرورانش به پیش رانده می‌شوند.

به‌عبارت دیگر، سنگ الماسی که ما می‌بینیم، نسبت‌به انسان‌ها چیزهای بیشتری از زمین دیده است. این قطعه اساسا صدها میلیون سال از تاریخ عمق دریا است که در یک سنگ کوچک و زیبا متراکم شده است.

نتایج این پژوهش در مجله‌ی Science Advances منتشر شده است.

منبع SCIENCE ALERT

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید