Российские ученые выяснили, как в зоне субдукции, где земная кора погружается в мантию, формируются алмазы и почему одни получаются красивыми, а другие – очень прочными.
В рамкахисследованияученым пришлось в лаборатории создать условия, похожие на те, что в недрах Земли. Специалисты смоделировали процессы движения тектонических плит, а также изучили при различных температурах и давлении взаимодействие между карбонатами магния, кальция и железом.
Оказалось, что в условиях окисления образуется расплав карбоната кальция, который одновременно является и источником углерода, и средой кристаллизации алмазов. Кроме того, ученые выяснили, что для этого процесса необходима более низкая температура, чем считалось ранее.
В условиях восстановления алмазы кристаллизуются только в расплаве карбонатов железа – это приводит к тому, что они получают карбонатные включения. Если в реакции участвует небольшое количество изотопа углерода 13, то азотных включений в алмазе образуется немного, и наоборот.
Ученые считают, что все дело в окислительно-восстановительной фазе формирования. В ходе этой реакции восстановитель отдает электроны (окисляется), а окислитель их присоединяет (восстанавливается). При этом любая окислительно-восстановительная реакция – единство двух противоположных превращений (окисления/восстановления), которые происходят одновременно, не отрываясь друг от друга.
Примеси, ключевую роль среди которых играют азот, кремний, алюминий и бор, оказывают сильное влияние на структуру алмаза. Азот встречается в максимальных концентрациях, причем как в виде одиночных атомов, так и в виде пар атомов.
Именно содержание азота, по утверждению ученых, и оказывает влияние на прозрачность алмаза и наличие люминесцентных свойств.
