العثور على نوع نادر من الماس.. كشف خبايا غريبة

عثر فريق من العلماء على نوع نادر من الماس، وجدوا أنه يشير إلى أن الماء يمكن أن يتغلغل في باطن الأرض بشكل أعمق مما كانوا يعتقدون سابقاً.

ورغم أن أكثر من 70% من كوكبنا مغطى بالمياه، إلا أن هناك مياهاً تحتوي على معادن أكثر من 322 كيلومتراً تحت الأرض، بما في ذلك الوشاح العلوي، أكثر المناطق تأثراً بالنشاط التكتوني، وهي الطبقة شبه المرنة التي تطفو القشرة الأرضية فوقها.

لطالما اعتقد العلماء أنه مع انتقال الوشاح العلوي إلى الوشاح السفلي الأكثر سخونة وكثافة، يمكن أن تحتوي المعادن على كمية أقل من الماء.

لكن في الدراسة الجديدة، التي نُشرت في 26 سبتمبر/أيلول في مجلة Nature Geoscience، وجد العلماء أن الماس يحتوي على شوائب أو أجزاء صغيرة من معادن أخرى، ويمكن أن تحتوي على المزيد من الماء ويبدو أنها كانت موجودة على الحدود بين الوشاح العلوي والسفلي.

وتشير النتائج إلى أنه قد يكون هناك مياه أعمق في الأرض أكثر مما اعتقد العلماء سابقاً، ما قد يؤثر على فهمنا لدورة المياه العميقة وتكتونية الصفائح.

نتائج مفاجئة كانت النتائج غير متوقعة، وفقاً للمؤلفة الرئيسية للدراسة تينجتينج جو، والتي تعمل حالياً فيزيائية للمعادن بجامعة بوردو في ولاية إنديانا الأمريكية، لكنها كانت باحثة في معهد الأحجار الكريمة بأمريكا في مدينة نيويورك أثناء إجراء الدراسة.

وفحصت جو وزملاؤها الماس IaB، وهو نوع نادر من الماس من منجم Karowe في بوتسوانا، والذي يتكون في أعماق الأرض وغالباً ما يكون في الأرض لفترة طويلة.

لدراسة الماس، استخدم الفريق أشكال التحليل "غير المدمرة"، بما في ذلك التحليل الطيفي الدقيق لرامان، والذي يستخدم الليزر للكشف عن بعض الخصائص الفيزيائية للمادة، وانحراف الأشعة السينية للنظر في البنية الداخلية للماس دون قطعه.

والماس الذي اكتشف مؤخراً في منجم الماس في بوتسوانا هو حجر مليء بالشوائب التي تحتوي على آثار من الرينجوودايت (ringwoodite ) وفيروبيركليز (ferropericlase) والإنستاتيت (enstatite)، وغيرها من المعادن التي تشير إلى أن الماس تشكل على بعد 660 كيلومتراً (410 أميال) تحت سطح الأرض.

وداخل شوائب الماس، وجد العلماء معدناً يسمى الرينجوودايت وله نفس التركيب الكيميائي للزبرجد الزيتوني، وهو المادة الأولية للوشاح العلوي ولكنه يتشكل تحت درجة حرارة وضغط شديدين لدرجة أن العلماء لم يعثروا عليه حتى عام 2008 فقط، في عينة نيزك، وفقاً لجو.

ويوجد الرينجوودايت عادة في المنطقة الانتقالية بين الوشاح العلوي والسفلي، على مسافة تتراوح بين 410 إلى 660 كم (255 و410 أميال) تحت سطح الأرض، ويمكن أن تحتوي على كمية من الماء أكثر بكثير من معادن "البريدغمانيت" و"الفيروبيركليز"، والتي يُعتقد أنها تهيمن على الجزء السفلي من الوشاح (العباءة)، بحسب ما لاحظه مؤلفو الدراسة.

ولكن بدلا من المعادن التي توجد عادة في المنطقة الانتقالية، كانت المنطقة المحيطة بهذا " الرينجوودايت" عبارة عن أشكال من المعادن النموذجية في الوشاح السفلي.

ونظرا لأن الماس المغلف يحافظ على خصائص هذه المعادن كما ظهرت في أعماق الأرض، يمكن للعلماء العثور على درجات الحرارة التي تحملتها هذه المعادن والضغوط التي كانت تحتها، وقدروا عمق المعادن بنحو 660 كم (410 أميال) تحت السطح، بالقرب من الحدود الخارجية للمنطقة الانتقالية.