ارسال دیدگاه
امروز: جمعه , ۱۸ مهر , ۱۴۰۴
X
یک جفت الماس که صدها کیلومتر در عمق گوشته منعطف زمین تشکیل شده‌اند، حاوی ذراتی هستند که در محیط‌های شیمیایی کاملا متفاوت تشکیل می‌شوند؛ ترکیبی چنان غیرمعمول که محققان همزیستی آن‌ها را تقریبا غیرممکن می‌دانستند. وجود این مواد، دریچه‌ای به سوی رویدادهای شیمیایی گوشته و واکنش‌هایی که الماس را تشکیل می‌دهند، فراهم می‌سازد.
این دو نمونه الماس در معدنی در آفریقای جنوبی کشف شدند و مانند بسیاری از سنگ‌های گران‌قیمت دیگر، حاوی چیزی به نام ادخال‌ها هستند؛ ذرات کوچکی از سنگ‌های اطراف که هنگام تشکیل الماس گیر می‌افتند. این ادخال‌ها مورد تنفر بسیاری از جواهرسازان هستند، اما اطلاعات جذابی را به دانشمندان ارائه می‌دهند. این امر به ویژه زمانی صادق است که الماس‌ها در اعماق گوشته غیرقابل دسترس تشکیل می‌شوند، زیرا آن‌ها ادخال‌ها را بدون هیچ‌گونه مشکلی به سطح زمین می‌آورند. این تنها راهی است که این مواد معدنی می‌توانند صدها کیلومتر بدون تغییر از حالت اولیه خود در اعماق گوشته، بالا بیایند.
الماس‌های یافت‌شده دارای ناخالصی‌هایی از کانی‌های کربناتی غنی از اتم‌های اکسیژن (حالتی که به عنوان اکسید شناخته می‌شود) و آلیاژهای نیکل کم اکسیژن (حالتی که در اصطلاح شیمی به عنوان احیا شناخته می‌شود) هستند. دقیقا مانند اینکه چگونه یک اسید و یک باز بلافاصله واکنش نشان می‌دهند تا آب و نمک تشکیل شود، کانی‌های کربناتی اکسید شده و فلزات احیا شده برای مدت طولانی در کنار یکدیگر وجود ندارند.
معمولا ناخالصی‌های الماس تنها یکی از این دو را نشان می‌دهند و وجود هردو موجب سردرگمی یاکوف وایس، مدرس ارشد علوم زمین در دانشگاه عبری اورشلیم و همکارانش شده است، به گونه‌ای که او می‌گوید آن‌ها در ابتدا نمونه‌ها را به مدت یک سال با سردرگمی کنار گذاشتند. هنگامی که این تیم دوباره به سراغ آنالیز الماس‌ها رفتند، متوجه شد این ناخالصی‌ها تصویری لحظه‌ای از واکنشی را که سنگ‌های درخشان ساخته‌اند، ثبت می‌کنند و برای اولین‌بار نشان می‌دهند الماس‌ها می‌توانند زمانی تشکیل شوند که کانی‌های کربناتی و فلزات احیا شده در گوشته با یکدیگر واکنش می‌دهند.
نمونه‌های جدید اولین نمونه‌هایی هستند که دانشمندان تا به امروز نقطه میانی آن واکنش را در یک الماس طبیعی مشاهده کرده‌اند. این یافته‌ها پیامدهایی برای آنچه در میانه اسرارآمیز گوشته زمین نهفته است، دارد. هرچه به اعماق زمین سفر می‌کنید، از سطح آن دور می‌شوید، سنگ‌ها و مواد معدنی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابند و مولکول‌های اکسیژن کمتری در دسترس قرار می‌گیرند، اما شواهد مستقیم کمی از این تغییر در گوشته زمین وجود دارد.
محاسبات نظری به محققان ایده‌ای از چگونگی تغییر سیاره از حالت اکسید شده به حالت کاهش یافته با افزایش عمق داده است. مایا کوپیلووا، استاد علوم زمین، اقیانوس و جو در دانشگاه بریتیش کلمبیا که در این پژوهشی مشارکت نداشته است، اما سرمقاله‌ای را همراه با مقاله نوشت و گفت: “ما از این کاهش با برخی داده‌های تجربی با نمونه‌های واقعی تا عمق شاید ۲۰۰ کیلومتر مطلع بودیم. آنچه در این عمق رخ داد، فقط ایده و مدل‌های ما بود زیرا به دست آوردن مواد بسیار دشوار است.” او همچنین افزود که چند نمونه در این عمق وجود دارد.
این نمونه‌های جدید که از عمق ۲۸۰ تا ۴۷۰ کیلومتری زیر سطح زمین به‌دست آمده‌اند، اولین بررسی واقعی درباره شیمی نظری گوشته را ارائه می‌دهند. وایس می‌گوید یکی از این یافته‌ها این است که مواد مذاب اکسید شده در عمق بیشتری از آنچه انتظار می‌رفت وجود دارند. کیمبرلیت‌ها، سنگ‌های فوران شده‌ای که الماس‌ها را به سطح زمین می‌آورند، اکسید شده‌اند و پژوهشگران تصور می‌کردند که آن‌ها نمی‌توانند در عمق بسیار پایین‌تر از ۳۰۰ کیلومتری تشکیل شوند. با این حال، یافته‌های به‌دست آمده نشان می‌دهند که سنگ‌های اکسید شده در عمق بیشتری از این عمق وجود دارند. بنابراین، سنگ‌های کیمبرلیت نیز ممکن است اینگونه باشند.
به گفته وایس، واکنش‌های تشکیل الماس احتمالا زمانی رخ می‌دهند که سیالات کربناته توسط صفحات تکتونیکی در حال فرورانش به پایین کشیده می‌شوند که مواد معدنی سنگین اکسیژن را در تماس با آلیاژهای فلزی گوشته زمین قرار می‌دهند. شیمی‌دانان باور دارند که یکی دیگر از راه‌های احتمالی تشکیل الماس‌ها، رسوب کردن از سیالات غنی از کربن است که هنگام بالا آمدن در گوشته سرد می‌شوند، مانند بلور شدن شکر از شربت. مقاله جدید وقوع این فرایند را نیز رد نمی‌کند.
این ترکیبات غنی از نیکل همچنین ممکن است به توضیح یک اتفاق عجیب در برخی الماس‌ها کمک کنند. ظاهرا گاهی اوقات اتم‌های نیکل جایگزین کربن شبکه کریستالی این الماس‌ها می‌شوند. کوبیلووا می‌گوید این راز بوده زیرا نیکل به قدری سنگین‌تر از کربن است که نباید بتواند به راحتی در ساختار کریستالی جایگزین شود. او همچنین گفت: “اکنون با نگاه به این داده‌ها می‌بینیم که این ممکن است تنها نشانه‌ای از تشکیل الماس در اعماق خاص زمین باشد. بنابراین، بررسی بیشتر این موضوع بسیار جالب خواهد بود.”
منبع: ScientificAmerican
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید