Un rezervor de rocă surprinzător de rezistent rămas de la formarea Pământului încă pândește adânc în interiorul planetei, potrivit unei noi analize a diamantelor superprofunde.
Fluidul prins în interiorul acestor diamante, forjat la sute de kilometri sub pământ în mantaua Pământului, poartă semnăturile chimice ale rocii care a rămas relativ netulburată de miliarde de ani. Această păstrare a rocii primordiale poate fi aproape la fel de veche ca Pământul însuși – făcându-l unul dintre cele mai vechi materiale conservate de pe planetă astăzi, raportează cercetătorii în 16 august. Ştiinţă. Înțelegerea caracteristicilor și conservarea unei astfel de bucăți curate din Pământul timpuriu poate oferi noi perspective asupra formării și evoluției planetei.
Analizele chimice anterioare ale rocii vulcanice au sugerat că mantaua Pământului ar putea conține un depozit de material extrem de vechi. Dar oamenii de știință nu erau siguri dacă o astfel de relicvă nealterată ar putea rezista la agitarea și amestecarea continuă a materialului de acolo. Dovezile din roca vulcanică sunt greu de încredere: roca topită tinde să se contamineze pe măsură ce se împinge în sus prin crustă și este dificil de identificat unde au provenit anumite bucăți de rocă, spune Suzette Timmerman, geochimist la Universitatea Națională din Australia din Acționează pe.
Pentru o privire mai directă asupra interiorului Pământului, Timmerman și colegii săi au analizat 24 de diamante superprofunde din Brazilia despre care se știe că s-au format la 410 până la 660 de kilometri sub pământ. Pe măsură ce diamantele au cristalizat, ele au înghițit pungi microscopice de fluid din împrejurimile lor (SN Online: 3/8/18). Când un diamant superprofund se ridică la suprafața Pământului, structura sa cristalină robustă protejează aceste incluziuni de diamant de contaminare, spune Timmerman. „Este exact păstrarea compoziției chimice la acele adâncimi cu adevărat adânci.”
Folosind spectrometria de masă, cercetătorii au catalogat diferiți izotopi, sau tipuri, de elemente închise în incluziuni superprofunde de diamant. „Este destul de impresionant cum au reușit să analizeze un semnal care trebuie să fie foarte mic” de la bule de fluide cu o lungime mai mică de un micrometru, spune Andrew Thomson, geolog la University College London.
Echipa lui Timmerman a comparat abundența a doi izotopi de heliu, heliu-3 și heliu-4, în incluziunile de diamant. Spre deosebire de heliu-4, Pământul nu a generat niciun nou heliu-3 de la formarea sa și orice heliu-3 care ajunge pe suprafața Pământului scapă în spațiu, spune Thomson. Deci, materialul care este relativ bogat în heliu-3 în comparație cu heliu-4 trebuie să se fi format devreme în existența Pământului și să fi fost izolat foarte mult timp de suprafață – și de orice alte procese interne care ar putea sifona heliul.
În incluziunile superprofunde de diamante care erau cele mai bogate în heliu-3, raportul dintre heliu-3 și heliu-4 a fost de aproximativ 1 la 14.300. Poate că nu pare mult, dar este de aproximativ 50 de ori mai mare decât raportul dintre heliu-3 și heliu-4 văzut în aer: doar 1 până la aproximativ 714.000.
Acest lucru sugerează că incluziunile fluidelor datează din perioada în care s-a format Pământul, cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă. Pe baza adâncimii la care diamantele au cristalizat, acest rezervor se află probabil la cel puțin 410 de kilometri sub pământ, dar nu este clar cât de adânc ar putea fi. Determinarea locației exacte a rezervorului poate ajuta la explicarea modului în care s-a format și a rămas netulburat atât de mult timp, spune Thomson.
Compoziția chimică generală a rezervorului este încă un mister, „dar trebuie să fie destul de dens pentru a evita amestecarea cu restul mantalei”, spune Timmerman, a cărui echipă va prezenta lucrările la conferința de geochimie Goldschmidt din Barcelona, în august. 23. Examinarea altor izotopi înglobați în incluziuni superprofunde de diamant, cum ar fi metalele, poate oferi mai multe indicii cu privire la amestecul chimic din interiorul acestui rezervor.
O altă întrebare persistentă este dacă rezervorul cuprinde o masă gigantică sau mai multe buzunare mai mici de material vechi. Observațiile seismice au descoperit o pereche de globuri deosebit de dense de rocă la baza mantalei (SN: 6/11/16, str. 13), „dar nu știm sigur dacă este vorba de acest rezervor sau de altceva”, spune Timmerman.