เพชรจากความลึก 400 ไมล์เผยให้เห็นสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยน้ำ

ลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกของเรา ไกลเกินกว่าจะเข้าถึงได้ กระบวนการอันลึกลับบดขยี้และคร่ำครวญ

เป็นครั้งคราว โลกจะสลายร่องรอยของธรรมชาติ: เพชร chthonic เล็กๆ ที่ห่อหุ้มแร่หายากไว้ จากชิ้นส่วนเล็กๆ เหล่านี้ เราสามารถรวบรวมข้อมูลเล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับการตกแต่งภายในดาวเคราะห์ของเราได้

เพชรที่ขุดขึ้นมาในเหมืองเพชรในบอตสวานาก็เป็นเพียงหินชนิดหนึ่ง มันเต็มไปด้วยข้อบกพร่องที่ประกอบด้วยร่องรอยของริงวูดไนต์, เฟอร์โรเปอริเลส, เอนสตาไทต์ และแร่ธาตุอื่น ๆ ที่บ่งบอกว่าเพชรก่อตัวอยู่ใต้พื้นผิวโลก 660 กิโลเมตร (410 ไมล์)

นอกจากนี้ พวกเขายังแนะนำว่าสภาพแวดล้อมที่พวกมันก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นการแบ่งระหว่างเนื้อโลกส่วนบนและส่วนล่างที่เรียกว่าความไม่ต่อเนื่อง 660 กิโลเมตร (หรือเรียกง่ายๆ ก็คือเขตเปลี่ยนผ่าน) นั้นอุดมไปด้วยน้ำ

"การเกิดขึ้นของริงวูดไนต์ร่วมกับระยะไฮโดรรัสบ่งบอกถึงสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นที่ขอบเขตนี้" ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักฟิสิกส์แร่ Tingting Gu จากสถาบัน Gemological Institute of New York และมหาวิทยาลัย Purdueอธิบายในการศึกษาปี 2022-

พื้นผิวโลกส่วนใหญ่ปกคลุมไปด้วยมหาสมุทร แต่เมื่อพิจารณาจากระยะทางหลายพันกิโลเมตรระหว่างพื้นผิวกับแกนกลางของโลก พวกมันก็แทบจะไม่เป็นแอ่งน้ำเลย แม้จะอยู่ในจุดที่ลึกที่สุด มหาสมุทรก็ยังหนาเพียง 11 กิโลเมตร (7 ไมล์) จากยอดคลื่นถึงพื้น

แต่เปลือกโลกเป็นสิ่งที่แตกร้าวและกระจัดกระจาย โดยมีแผ่นเปลือกโลกแยกจากกันซึ่งบดเข้าด้วยกันและเลื่อนไปอยู่ใต้ขอบของกันและกัน ที่บริเวณมุดตัวเหล่านี้ น้ำจะซึมลึกเข้าไปในดาวเคราะห์ ไปจนถึงชั้นเนื้อโลกตอนล่าง

เมื่อเวลาผ่านไป มันจะกลับคืนสู่พื้นผิวโดยการปะทุของภูเขาไฟ วงจรการถ่มน้ำลายลงและพ่นออกมานี้เรียกว่าวัฏจักรของน้ำลึกแยกจากวัฏจักรของน้ำที่ทำงานที่ผิวน้ำ การรู้ว่ามันทำงานอย่างไร และปริมาณน้ำที่อยู่ข้างล่างนั้น เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจกิจกรรมทางธรณีวิทยาของโลกของเราด้วย การมีอยู่ของน้ำอาจส่งผลต่อการระเบิดของภูเขาไฟ เป็นต้น และมีบทบาทในการเกิดแผ่นดินไหว

เนื่องจากเราไม่สามารถลงไปที่นั่นได้ เราจึงต้องรอให้มีหลักฐานว่ามีน้ำเข้ามาหาเรา เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในรูปของเพชรที่ก่อตัวเป็นกรงคริสตัลท่ามกลางความร้อนและความดันจัด

Gu และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ศึกษาอัญมณีดังกล่าวอย่างละเอียด โดยพบแร่ธาตุ 12 ชนิดและกลุ่มการรวมตัวทางช้างเผือก การใช้สเปกโทรสโกปีแบบไมโครรามันและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ นักวิจัยได้ตรวจสอบการรวมเหล่านี้เพื่อกำหนดลักษณะของพวกมัน

ในบรรดาสิ่งที่รวมอยู่ พวกเขาพบการรวมตัวของริงวูดไลท์ (แมกนีเซียมซิลิเกต) เมื่อสัมผัสกับเฟอร์โรพีริกเลส (แมกนีเซียม/เหล็กออกไซด์) และเอนสเตไทต์ (แมกนีเซียมซิลิเกตอีกชนิดหนึ่งที่มีองค์ประกอบต่างกัน)

ที่ความกดดันสูงที่บริเวณเปลี่ยนผ่าน ริงวูดไลท์จะสลายตัวเป็นเฟอร์โรพีริกเลส รวมถึงแร่ธาตุอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าบริดจ์มาไนต์ ที่ความดันต่ำใกล้กับพื้นผิว บริดจ์มาไนต์จะกลายเป็นเอนสเตไทต์ การปรากฏของพวกเขาในเพชรบอกเล่าเรื่องราวของการเดินทาง ซึ่งบ่งชี้ว่าหินก่อตัวขึ้นที่ระดับความลึกก่อนที่จะกลับขึ้นมาสู่เปลือกโลก

นั่นไม่ใช่ทั้งหมด โดยเฉพาะริงวูดไนต์มีคุณสมบัติที่บ่งบอกว่าเป็นไฮโดรรัสในธรรมชาติ ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ก่อตัวเมื่อมีน้ำ ในขณะเดียวกัน แร่ธาตุอื่นๆ ที่พบในเพชร เช่น บรูไซต์ ก็เป็นไฮโดรรัสเช่นกัน เบาะแสเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าสภาพแวดล้อมที่เพชรก่อตัวนั้นค่อนข้างเปียกชื้น

หลักฐานของน้ำที่บริเวณเปลี่ยนผ่านแต่หลักฐานนี้ไม่เพียงพอที่จะวัดปริมาณน้ำที่อยู่ด้านล่าง มันเป็นโอกาสที่จะรวมเข้ากับแหล่งน้ำเล็กๆ ที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น หรือว่ามันมีความเฉอะแฉะตรงนั้น? งานของ Gu และทีมงานของเธอชี้ไปที่ความเฉื่อยชามากขึ้น

แม้ว่าการก่อตัวของเพชรบนเนื้อโลกมักจะเกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของของเหลว แต่เพชรที่มีความลึกยิ่งยวดซึ่งมีการรวมกลุ่มของแร่ถอยหลังเข้าคลองที่คล้ายกันนั้นแทบจะไม่เคยพบเห็นร่วมกับแร่ธาตุไฮโดรรัสเลย”พวกเขาเขียนในกระดาษของพวกเขา-

“แม้ว่าท้องถิ่น H₂แนะนำให้เสริมสมรรถนะ O สำหรับโซนการเปลี่ยนผ่านของแมนเทิลตามการค้นพบริงวูดไนต์ครั้งก่อน ริงวูดไนต์ที่มีเฟสไฮโดรรัส รายงานที่นี่ - ตัวแทนของสภาพแวดล้อมไฮดรัสเพอริโดไทติกที่ขอบเขตโซนเปลี่ยนผ่าน - บ่งชี้ถึงโซนเปลี่ยนผ่านที่มีไฮเดรตในวงกว้างมากขึ้นลงไปและข้าม 660 -ความต่อเนื่องของกิโลเมตร"

การวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าโลกกำลังดูดลงกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้ ในที่สุดสิ่งนี้ก็สามารถให้คำตอบเราได้ว่าทุกอย่างจะเป็นอย่างไร

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในธรณีศาสตร์ธรรมชาติ-

บทความนี้ฉบับก่อนหน้าเผยแพร่ในเดือนกันยายน 2022