Crni dijamant decenijama zbunjuje naučnike: Nova studija nudi trag o njegovom porijeklu

Za razliku od klasičnih prozirnih dijamanata, karbonado je sastavljen od guste mreže mikroskopskih kristala, između kojih se nalaze brojne šupljine ispunjene različitim mineralima.

Upravo zbog tih karakteristika njegovo porijeklo već decenijama predstavlja naučnu zagonetku. Pojedini istraživači ranije su pretpostavljali da je karbonado mogao nastati u svemiru ili kao posljedica snažnog udara nekog nebeskog tijela.

Nova studija, međutim, nudi drugačiji scenarij. Prema istraživačima, drevni udar asteroida mogao je pokrenuti proces koji je materijal bogat ugljikom doveo duboko u Zemljinu unutrašnjost, gdje su se formirali dijamanti. Drugim riječima, udar možda nije direktno stvorio karbonado, već je pokrenuo niz procesa koji su na kraju doveli do njegovog nastanka.

Analizirali uzorke iz Brazila

Kako bi testirali ovu hipotezu, Attila Demény, Péter Németh i njihove kolege analizirali su uzorke karbonada iz brazilske formacije Tombador.

Istraživači su proučavali sastav ugljika, skenirali uzorke rendgenskim zrakama te pojedina zrna analizirali elektronskim mikroskopima.

Jedna od prvih zagonetki bila je staklasta površina karbonada, koja je ranije povezivana s mogućim udarom. Međutim, detaljna analiza nije pokazala tragove udarnog šoka. Kristalna struktura dijamanta neometano se nastavlja kroz površinu, što sugerira da karakteristični sjaj nije nastao direktnim djelovanjem udara.

U pojedinim uzorcima pronađen je i tanak sloj anataza, minerala titanijevog dioksida. Ispod njega nalazili su se očuvani kristali dijamanta, dok se glatka površina protezala i preko sloja minerala i preko samog dijamanta.

Do formiranja staklaste površine moralo je doći nakon taloženja tog minerala – rekao je Demény za ScienceAlert.

Prema istraživačima, moguće je da su tekućine u kasnijoj fazi rastvarale dio dijamanta i mineralnog sloja, čime su postepeno zagladile površinu. To bi značilo da karakteristični sjaj karbonada govori o njegovoj kasnijoj historiji, a ne o samom nastanku.

Tragovi ugljika vode prema dubinama Zemlje

Važan dio istraživanja odnosio se na porijeklo ugljika. Naučnici su analizirali omjere njegovih izotopa, a kod većine uzoraka rezultati su odgovarali ugljiku koji potiče od drevnih organizama.

Jedan uzorak pokazao je vrijednosti između onih karakterističnih za karbonado i dijamante koji nastaju duboko u Zemljinoj unutrašnjosti. To bi moglo ukazivati na miješanje različitih izvora ugljika.

Ostaje, međutim, ključno pitanje: kako je materijal s površine Zemlje mogao dospjeti dovoljno duboko da bi se od njega formirao dijamant?

Istraživači smatraju da je odgovor možda u brzoj subdukciji – procesu tokom kojeg se materijal s površine Zemlje spušta u njenu unutrašnjost.

To se moglo dogoditi jedino vrlo brzom subdukcijom, jer bi u suprotnom pore unutar dijamanta nestale – objasnio je Demény.

Upravo bi brzo poniranje materijala moglo objasniti zašto je karbonado zadržao svoju karakterističnu poroznu strukturu.

Udar asteroida kao početak procesa

Prema modelu koji predlažu istraživači, veliki udar nebeskog tijela na mladu Zemlju mogao je pokrenuti proces brze subdukcije.

Poznato je da su Zemlju bombardirala nebeska tijela promjera od 100 do 200 kilometara, a takvi su događaji mogli potaknuti brzu subdukciju – rekao je Demény.

U tom scenariju, sedimenti bogati organskom materijom spuštali su se duboko u Zemljinu unutrašnjost. Pod ogromnim pritiskom i na visokim temperaturama ugljik se pretvarao u dijamant.

Kasnije je magma koja se kretala prema površini mogla razlomiti stijene u kojima su se nalazili dijamanti i iznijeti njihove fragmente prema površini.

Drugi minerali potom su ispunjavali pore u karbonadu, dok su erozija i djelovanje tekućina dodatno mijenjali njegovu površinu. Na kraju su fragmenti dospjeli u riječne sedimente, gdje su pronađeni.

Hipoteza još nije konačno potvrđena

Predloženi model pokušava objasniti nekoliko karakterističnih osobina karbonada – njegovo moguće porijeklo ugljika, izrazitu poroznost, nepravilnu strukturu i šupljine ispunjene različitim mineralima.

Ipak, naučnici naglašavaju da postoje važna otvorena pitanja. Nije pronađen konkretan drevni udar koji bi se mogao direktno povezati s nastankom karbonada, niti je u analiziranim uzorcima pronađen mineral koji bi nedvosmisleno dokazao da je materijal iz Zemljine kore dospio u plašt prije formiranja dijamanata.

Takav nalaz bio bi važan test predložene teorije.

Zbog toga porijeklo organskog ugljika, kao i mogućnost da je udar asteroida pokrenuo proces subdukcije, za sada ostaju hipoteze, a ne konačno potvrđene činjenice.

Istraživanje ipak daje jasnije odgovore o jednom dijelu historije karbonada. Analize pokazuju da je sloj anataza nastao prije karakteristične staklaste površine, što podržava zaključak da su kasniji procesi, uključujući djelovanje tekućina, oblikovali njegov današnji izgled.

Studija je objavljena u naučnom časopisu Gondwana Research.

(Vijesti.ba)