Жидкие примеси алмазов позволяют по-новому взглянуть на древнюю Землю

При этом они определили три различных периода образования алмазов в Африке за последние несколько миллиардов лет, имеющих интригующие последствия для истории планеты.

Каким бы красивым ни был бриллиант в кольце или ожерелье, он чрезвычайно скучен с геологической точки зрения. Это связано с тем, что бриллианты ювелирного качества, столь ценимые в ювелирной промышленности, должны быть как можно более чистыми, то есть в них не должно быть никаких «включений» других элементов.

Но эти включения представляют большой интерес для геологов. Анализ примесей может многое рассказать ученым о возрасте алмаза, а также об окружающей среде и условиях, в которых он образовался. Твердые включения являются наиболее часто анализируемым типом, но они могут не дать точных дат - эти минералы могли образоваться задолго до того, как алмаз заключил их в оболочку, или были обнаружены позже.

Для нового исследования ученые из Колумбийского университета изучили жидкие включения, которые должны были показать более надежные временные рамки. Эти маленькие кармашки содержат богатую углеродом жидкость, из которой изначально образовался сам алмаз.

Команда измерила уровни тория и урана в жидких включениях 10 алмазов и проанализировала отношения радиоактивных элементов к гелию-4, который образуется при распаде. Они также проверили, насколько быстро молекулы гелия могут вытекать из алмаза, что повлияет на соотношение. К счастью, кажется, что ему нелегко сбежать.

На основании анализа исследователи выделили три отдельных периода образования алмазов, отмеченных совершенно разными химическими составами. Самый ранний период датируется периодом от 2,6 до 700 миллионов лет назад с включениями, богатыми карбонатными минералами. Примерно в это же время на поверхности формировались огромные горные хребты, но исследователи не уверены, является ли это совпадением или каким-то образом связано.

Второй период охватывает 550–300 миллионов лет назад, с включениями с высоким содержанием кремнезема. И третий период, между 130 и 85 миллионами лет назад, снова показал другой состав - на этот раз они были с высоким содержанием солевых соединений натрия и калия. Это указывает на сдвиг в источнике углерода, поскольку алмазы все чаще формировались на глубоком морском дне.

Именно в конце этого последнего периода огромные извержения кимберлита вынесли все алмазы на поверхность. Это месторождение стало алмазным рудником De Beers в Южной Африке.

Как ни странно, один из алмазов, который исследовала команда, содержал жидкости как самого старого, так и самого молодого периода. Это говорит о том, что старые алмазы могут продолжать добавлять новые слои в течение огромных промежутков времени.

Исследование может улучшить понимание не только образования алмазов, но и различных периодов в истории самой Земли.