מחקר חדש מגלה כי היהלומים הגדולים והיקרים ביותר בעולם נולדים בכיסי מתכת נוזלית שנמצאים בעומק כדור הארץ.
תגלית זו מצביעה על כך שכיסי מתכת נוזלית פלפלת בכל שכבת המעטפת של כדור הארץ, בין קרום כדור הארץ וליבתו, עשויים למלא תפקיד מפתח באופן בו הפחמן ואלמנטים אחרים מפתח למעגל החיים בין פנים כדור הארץ לבין פני כדור הארץ, כך אמרו החוקרים.
ככלל, יהלומים נוצרים בעומק הסלע החם של מעטפת כדור הארץ, ומתרוממים לפני השטח עם התפרצויות געשיות. היהלום הגדול ביותר באיכות החן שנמצאה עד כה הוא יהלום קולינן שנחשף בדרום אפריקה בשנת 1905. היהלום 3,106.75 קראט שנחתך אחר כך למספר חלקים מלוטשים, שקל במקור 1.37 פאונד. אורכו (621.35 גרם) ואורכו כ- 9.8 סנטימטרים.
מחקרים קודמים מצאו כי היהלומים הגדולים בעולם באיכות פנינה בולטים מתכשיטים קטנים יותר לא רק בגודלם, אלא גם בהרכב ובמבנה.
"יש להם מעט מאוד תכלילים שנכלאים בתוכם - כלומר חומר שאינו יהלום", אמר הסופר הראשי של המחקר אוואן סמית ', גיאולוג במכון הגמולוגי באמריקה בניו יורק. "הם גם טהורים יחסית, מה שאומר שרוב היהלומים הללו עשויים רק מאטומי פחמן, בניגוד להרבה יהלומים אחרים, המכילים אטומי חנקן פה ושם במקום תחליף אטומי הפחמן שלהם."
בנוסף, כאשר היהלומים הגדולים ביותר נמצאים במצבם המחוספס והלא-מלוטש, "הם בצורה לא סדירה, כמו סוכרייה על מקל שנמצאת בפה של מישהו במשך זמן מה, במקום הגבישים הסימטריים הנחמדים שאנשים חושבים עליהם לעתים קרובות עם יהלומים," סמית 'אמר ל- Live Science.
הבדלים אלה גרמו למדענים לשער כי יהלומים גדולים עשויים להיווצר בדרכים שונות מיהלומים קטנים יותר ושכיחים יותר. עם זאת, היהלומים הגדולים בעולם באיכות הפנינה "שווים כל כך הרבה כסף עד שקשה מאוד לקבל גישה אליהם למחקר," אמר סמית '. זה הסביר מחקרים שעשויים לפתור את תעלומת מוצא אבני החן הגדולות הללו, הוא הסביר.
כעת, סמית 'ועמיתיו ניתחו 42 דגימות גמורות של תכשיטים כאלה שהושאלו כל אחד לחוקרים לכמה שעות בכל פעם. בנוסף, המדענים בדקו שתי דגימות לא גמורות ותשעה מה שנקרא "קיצוצים", החלקים שנשארו לאחר שנחתכו פני השטח של תכשיט ומברקים למקסימום נוצץ.
החוקרים גילו דגנים מתכתיים זעירים שנכלאו בתוך דגימות אלה. התכלילים כללו תערובות מיוצקות של ברזל, ניקל, פחמן וגופרית, שילוב שמעולם לא נראה ביהלומים משותפים, כך אמר מחבר המחקר, סטיבן שיירי, גיאוכימאי במכון קרנגי למדע בוושינגטון הבירה. המדענים גילו עקבות של מתאן ומימן בחללים הדקים בין תכלילים אלה ליהלום המעטף.
הדגנים המתכתיים הם עדות לכך שיהלומים מאסיביים ככל הנראה מקורם יוצא דופן, אמרו החוקרים. מהכימיה של תכלילי המתכת הללו עולה כי יהלומים גדולים מתגבשים מכיסי נוזל מתכתי. לעומת זאת, יהלומים אחרים צומחים ככל הנראה ממרק כימי עמוס פחמן, חמצן ומימן, אמר סמית '.
מספר הדגימות שהחוקרים בדקו היו גם בתכלילים מינרליים נושאי סיליקון שנוצרים בלחצים הגבוהים שנמצאו בעומקים קיצוניים, כך אמרו המדענים. החוקרים העריכו כי יהלומים גדולים הם אבני חן "סופר-עמוקות" אשר ככל הנראה נוצרות בעומקים של 254 עד 410 מיילים (410 עד 660 ק"מ). לשם השוואה, מחקרים קודמים העלו כי מרבית יהלומי החן האחרים נוצרו בעומקים של בין 93 ל 124 מיילים (150 עד 200 ק"מ).
ממצאים אלה מספקים עדויות ישירות לתגובות כימיות שנחשדו לאורך זמן, ובאופן תיאורטי, במעטפת כדור הארץ היוצרות כיסים של סגסוגת ברזל-ניקל מתכתית, אמר סמית '. לעומת זאת, רוב הברזל והניקל במעטפת כדור הארץ קשורים לחמצן או לכימיקלים אחרים, הסביר.
על אף שלעתים נמצאים יחד יהלומים גדולים ויהלומים נפוצים יותר, זה לא אומר שהם התגבשו יחד, אמרה שיירי ל- Live Science. במקום זאת, אותה מאגמה שזורמת כלפי מעלה כדי להביא יהלומים גדולים לפני השטח יכולה גם לגרור יהלומים קטנים יותר שהתגבשו בעומקים רדודים יותר, אמר.
אין לקחת ממצאים אלה כדי לרמוז "שיש אוקיינוס של מתכת נוזלית בעומק המעטפת של כדור הארץ", אמר סמית '. המתכת הנוזלית ככל הנראה מגיעה רק בכיסים "מוגבלים אולי לגודל אגרוף, אם הייתי מנחש, שפלפלים לאורך כל המעטפת," הוסיף.
"אין הרבה מברזל מתכתי זה - בערך אחוז לערך של המעטפת," אמר סמית '. "בכל זאת, זה משנה את הדרך בה אנו צריכים לחשוב על כדור הארץ העמוק יותר, מכיוון שאלמנטים כמו פחמן מתמוססים היטב בברזל מתכתי. פירוש הדבר כי נוכחותה של מתכת זו יכולה להשפיע על אופניים של פחמן, חנקן ומימן מכדור הארץ העמוק אל פני השטח. , ממעטפת כדור הארץ למקום בו אנו גרים. "
מחקר עתידי יכול לחקור מהם האלמנטים האחרים ביהלומים הגדולים האלה או בתפוצותיהם, ואילו איזוטופים כלולים, אמר סמית '.
"זה עשוי לעזור לשפוך אור על מקור המתכת הזו. מאיפה זה בא, איך הוא נוצר, איזה חיים יש לו, באילו תהליכים הוא משתתף," אמר.
המדענים פירטו את ממצאיהם ברשת היום (15 בדצמבר) בכתב העת Science.
