Phát hiện bất ngờ từ những viên kim cương kỳ lạ ở Nam Phi
Một cặp kim cương hình thành ở độ sâu hàng trăm kilomet trong lớp manti (từ vỏ Trái đất đến độ sâu 2.900km) chứa những hạt vật chất hình thành trong môi trường hóa học hoàn toàn đối lập. Sự kết hợp này bất thường đến mức các nhà nghiên cứu từ trước đến nay luôn nghĩ rằng việc chúng cùng tồn tại là điều gần như không thể.
Ảnh minh họa
Sự hiện diện của những vật chất này trong cặp kim cương hé lộ những quá trình hóa học trong lớp manti và các phản ứng hình thành kim cương.
Hai viên kim cương nói trên được tìm thấy trong cùng khu mỏ của Nam Phi, ở độ sâu 280 - 470 km dưới bề mặt Trái đất.
Giống như nhiều loại đá quý khác, chúng chứa cả tạp chất - những mảnh đá nhỏ xung quanh bị giữ lại khi kim cương hình thành. Các thợ kim hoàn không thích những tạp chất này nhưng chúng lại là nguồn thông tin thú vị đối với giới khoa học.
Điều này đặc biệt đúng khi kim cương hình thành sâu trong lớp manti không thể chạm tới, vì chúng mang những tạp chất này lên bề mặt mà hầu như không bị xáo trộn.
Hai mẫu kim cương mới đều chứa các tạp chất khoáng cacbonat giàu nguyên tử oxy (trạng thái được gọi là oxy hóa) và các hợp kim niken nghèo oxy (trạng thái được gọi là khử).
Giống như cách axit và bazơ phản ứng để tạo thành nước và muối, khoáng chất cacbonat oxy hóa và kim loại khử không cùng tồn tại lâu. Thông thường, tạp chất kim cương chỉ thể hiện một trong hai trạng thái, vì vậy sự hiện diện của cả hai đã khiến ông Yaakov Weiss - giảng viên cao cấp về khoa học trái đất tại Đại học Hebrew ở Jerusalem, và các đồng nghiệp bối rối.
Nhưng khi phân tích kỹ hai viên kim cương này, nhóm nghiên cứu nhận ra rằng các tạp chất đã ghi lại một khoảnh khắc ngắn ngủi của phản ứng tạo nên những viên đá lấp lánh, và lần đầu tiên chứng minh kim cương có thể hình thành khi khoáng chất cacbonat và kim loại khử trong lớp phủ phản ứng với nhau. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học nhìn thấy điểm giữa của phản ứng như vậy thể hiện trong viên kim cương tự nhiên.
Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của con người về lớp phủ Trái đất.
Lớp phủ - nằm giữa vỏ và lõi Trái Đất - được cấu tạo từ đá và khoáng chất, bị khử dần theo độ sâu, khi lượng phân tử oxy ngày càng ít đi. Tuy nhiên, bằng chứng trực tiếp về quá trình thay đổi này cho đến nay vẫn còn rất hiếm.
