Duboko ispod površine našeg sveta, daleko izvan našeg slabašnog dometa, zagonetni procesi melju i bule.
S vremena na vreme, Zemlja izbacuje tragove njihove prirode: sićušne htonske dijamante koji okružuju skerrike retkih minerala. Iz ovih sićušnih fragmenata možemo izvući sitnice informacija o unutrašnjosti naše planete.
Dijamant iskopan u rudniku dijamanata u Bocvani je upravo takav kamen. Prepun je nedostataka koji sadrže tragove ringvudita, feroperiklaza, enstatita i drugih minerala koji sugerišu da se dijamant formirao 660 kilometara ispod površine Zemlje.
Štaviše, oni sugerišu da je sredina u kojoj su se formirali – podela između gornjeg i donjeg omotača nazvana diskontinuitet od 660 kilometara (ili, jednostavnije, prelazna zona) – bogata vodom.
„Pojava ringvudita zajedno sa vodnim fazama ukazuje na vlažno okruženje na ovoj granici“, objasnio je tim istraživača na čelu sa mineralnim fizičarom Tingtingom Guom sa Gemološkog instituta Njujorka i Univerziteta Purdue u studiji iz 2022. godine.
Većina Zemljine površine je prekrivena okeanom. Ipak, s obzirom na hiljade kilometara između površine i jezgra planete, oni jedva da su lokva. Čak i na najdubljoj tački okean je debeo samo 11 kilometara (7 milja), od vrhova talasa do poda.
Ali Zemljina kora je napuknuta i fragmentovana stvar, sa odvojenim tektonskim pločama koje se melju zajedno i klize jedna ispod ivica. U ovim zonama subdukcije voda ulazi dublje u planetu, dosežući čak do donjeg plašta.
Vremenom se vraća na površinu putem vulkanske aktivnosti. Ovaj ciklus spuštanja i izbacivanja poznat je kao ciklus duboke vode, odvojen od ciklusa vode koji je aktivan na površini. Znati kako to funkcioniše i koliko vode ima dole, takođe je važno za razumevanje geološke aktivnosti naše planete. Prisustvo vode može uticati na eksplozivnost vulkanske erupcije, na primer, i igrati ulogu u seizmičkoj aktivnosti.
Međutim, pošto ne možemo da se spustimo dole, moramo da čekamo da nam dođe do dokaza o vodi, kao što to čini u obliku dijamanata koji formiraju kristalne kaveze na ekstremnoj toploti i pritisku.
Gu i njene kolege su detaljno proučavale upravo takav dragulj, pronalazeći 12 mineralnih inkluzija i mlečni klaster inkluzija. Koristeći mikro-Raman spektroskopiju i rendgensku difrakciju, istraživači su ispitali ove inkluzije da bi utvrdili njihovu prirodu.
Među inkluzijama su pronašli skup ringvudita (magnezijum-silikata) u kontaktu sa feroperiklazom (magnezijum/gvožđe oksid) i enstatitom (još jedan magnezijum silikat drugačijeg sastava).
Pri visokim pritiscima u tranzicionoj zoni, ringvudit se razlaže u feroperiklaz, kao i na drugi mineral nazvan bridžmanit. Pri nižim pritiscima bliže površini, bridžmanit postaje enstatit. Njihovo prisustvo u dijamantu priča priču o putovanju, ukazujući na to da se kamen formirao u dubini pre nego što se vratio do kore.
To nije bilo sve. Naročito je ringvudit imao karakteristike koje sugerišu da je po prirodi vodan – mineral koji se formira u prisustvu vode. U međuvremenu, drugi minerali koji se nalaze u dijamantu, kao što je brucit, takođe su vodni. Ovi tragovi sugerišu da je okruženje u kome se dijamant formirao bilo prilično mokro.
Dokazi o postojanju vode u tranzicionoj zoni su pronađeni i ranije, ali ovi dokazi nisu bili dovoljni da se proceni koliko vode ima dole. Da li je to bilo slučajno uključivanje iz malog, lokalizovanog džepa vode, ili je tamo dole zaista pljuskava? Rad Gu i njenog tima više je ukazivao na ljupkost.
„Iako je formiranje dijamanata gornjeg plašta često povezano sa prisustvom tečnosti, super-duboki dijamanti sa sličnim retrogresiranim mineralnim skupovima retko su primećeni u pratnji vodnih minerala“, napisali su u svom radu.
„Iako je predloženo lokalno obogaćivanje H 2 O za prelaznu zonu plašta na osnovu prethodnog nalaza ringvudita, ringvudit sa vodnim fazama, koji je ovde prikazan – predstavnik vodnog peridotitnog okruženja na granici prelazne zone – ukazuje na šire hidratizovanu tranziciju zonu dole do i pređe diskontinuitet od 660 kilometara“.
Prethodna istraživanja su otkrila da Zemlja usisava mnogo više vode nego što smo mislili ranije. Ovo bi nam konačno moglo dati odgovor kuda sve to ide.