Учёные из Института геологии и минералогии имени В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) экспериментально установили, с какой скоростью растут алмазы в недрах земли. Они провели эксперимент по алмазообразованию на специальной установке, позволяющей достигать давления и температур, которые возникают на глубинах около 200 км. Оказалось, что процесс роста кристалла драгоценного минерала массой один карат при температуре от 1150 °C до 1550 °C занял бы от 4,5 месяца до 17,5 года.
По словам учёных, в алмазообразовании важную роль играют расплавы и флюиды - жидкие компоненты земной мантии, - содержащие углекислоту. Они могут служить источниками углерода, из которого состоит алмаз. В новом исследовании для получения алмазов авторы работы использовали аппарат высокого давления типа "разрезная сфера". Установка позволила создать давление, которое в природе возникает на глубинах около 200 км, и достичь температур в диапазоне 950—1550 °C.
В установку поместили гранат - минерал, который используется как поисковый признак алмазных месторождений, кристаллы алмаза размером 0,5 мм, графит и оксалат серебра (щавелевую кислоту) - соединения, которые в лабораторных условиях служат источниками углекислого и водно-углекислого флюидов соответственно. Спустя четыре дня эксперимента исследователи проанализировали структуру и химический состав полученных минералов.
Выяснилось, что под действием высокого давления и температуры атомы углерода, находящиеся во флюидных веществах, формировали наросший слой алмаза - новую "оболочку" на кристаллах, помещенных в установку. При этом под воздействием флюидов менялся также и состав граната - в его поверхностных слоях снизилось содержание оксидов магния и кальция и появились включения углекислоты.
Так, алмазы росли в лабораторных условиях со скоростью от 0,013 до 0,8 микрометра в час в зависимости от температуры. По словам ученых, это означает, что в природе процесс роста кристалла алмаза массой один карат (0,2 г) занял бы от 4,5 месяца при температуре 1550 °С до 17,5 года при 1150 °С. На кристаллизацию самого большого в мире алмаза "Звезда Африки" весом около 621 г потребовалось бы от 56 до 3000 лет.
Алмаз Куллинан ("Звезда Африки"), самый крупный из когда-либо найденных бриллиантов ювелирного качества, в необработанном виде. Его вес составляет 3106,75 карата (621,35 г), а высота в самом длинном измерении составляет около 10 см. Драгоценный камень был найден 26 января 1905 года в шахте "Премьер" недалеко от Претории (ЮАР). ФОТО: wikipedia.org
Полученные результаты позволяют лучше понять условия, в которых формируются алмазосодержащие породы, и возможную роль граната в процессах кристаллизации алмаза. Также наши данные могут использоваться при построении современных моделей природного алмазообразования,- отметил в беседе с RT руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса Института геологии и минералогии имени В.С. Соболева СО РАН Юрий Пальянов.
