Боль­шин­ство ал­ма­зов об­ра­зо­ва­лось в ли­то­сфе­ре, но не­ко­то­рые про­ис­хо­дят из ни­ж­ней ман­тии, с глу­би­ны бо­лее ше­сти­сот ки­ло­мет­ров, и мо­гут быть ро­вес­ни­ка­ми на­шей пла­не­ты. Что узна­ли уче­ные о зе­м­ных нед­рах бла­го­да­ря ми­к­ро­ско­пи­че­ским вклю­че­ни­ям в сверх­глу­бин­ные ал­ма­зы — в ма­те­ри­а­ле РИА Но­во­сти.

Ок­но в ман­ти­ю

До­сту­п­ных для изу­че­ния об­раз­цов из ни­ж­ней ман­тии Зе­м­ли, ве­ро­ят­но, мень­ше, чем ре­го­ли­та, до­став­лен­но­го с Лу­ны во вре­мя кос­ми­че­ских экс­пе­ди­ций, пи­шет Фе­ликс Ка­мин­ский, из­ве­ст­ный ис­сле­до­ва­тель глу­бо­ких не­др, ра­бо­та­ю­щий в Ка­на­де.

Са­мая глу­бо­кая сква­жи­на на Зе­м­ле — Коль­ская — про­бу­ри­ла зе­м­ную ко­ру все­го на 12 ки­ло­мет­ров. Все, что ни­же, изу­ча­ют гео­фи­зи­че­ски­ми ме­то­да­ми или экс­пе­ри­мен­таль­ным мо­де­ли­ро­ва­ни­ем. Лишь в по­след­ние па­ру де­ся­ти­ле­тий уче­ные бук­валь­но от­кры­ли ок­но в ни­ж­нюю ман­тию, рас­по­ло­жен­ную глуб­же 660 ки­ло­мет­ров. И все бла­го­да­ря ми­к­ро­ско­пи­че­ским вклю­че­ни­ям в ал­ма­зах.

Ал­ма­зы — са­мые твер­дые при­род­ные ми­не­ра­лы. Они об­ра­зу­ют­ся в нед­рах и вы­бра­сы­ва­ют­ся на по­верх­ность вул­ка­ни­че­ской ак­тив­но­стью. Гео­ло­ги на­хо­дят их в гор­ных по­ро­дах ки­м­бер­ли­тах, ко­то­рые фор­ми­ру­ют огро­м­ные труб­ки в зе­м­ле.

Боль­шин­ство ал­ма­зов ро­дом из ли­то­сфе­ры, сре­ди них при­мер­но шесть про­цен­тов про­ни­к­ли в зе­м­ную ко­ру из пе­ре­ход­ной зо­ны ме­ж­ду верх­ней и ни­ж­ней ман­тии или да­же из еще бо­лее глу­бо­ких сло­ев.

"Не­ко­то­рые пы­та­ют­ся про­д­лить зо­ну об­ра­зо­ва­ния ал­ма­зов чуть ли не до яд­ра на ос­но­ва­нии най­ден­ных в них кар­би­дов же­ле­за. Но это еще пред­сто­ит до­ка­зы­вать, в том чис­ле экс­пе­ри­мен­таль­но", — ко­м­мен­ти­ру­ет РИА Но­во­сти Ан­д­рей Боб­ров, до­к­тор гео­ло­го-­ми­не­ра­ло­ги­че­ских на­ук, про­фес­сор гео­ло­ги­че­ско­го фа­куль­те­та МГУ име­ни М. В. Ло­мо­но­со­ва, со­труд­ник ла­бо­ра­то­рии гео­хи­мии ман­тии ГЕОХИ РАН.

Гру­п­па Боб­ро­ва ис­сле­ду­ет мэй­д­жо­ри­то­вые гра­на­ты — ми­не­ра­лы, ко­то­рые на­хо­дят внут­ри са­мых глу­бин­ных ал­ма­зов. По их со­ста­ву мо­ж­но точ­но уста­но­вить, из ка­ких го­ри­зон­тов они по­сту­пи­ли. Дру­гие ман­тий­ные ми­не­ра­лы про­сто не вы­дер­жи­ва­ют дол­го­го подъ­е­ма к зе­м­ной ко­ре.

Кри­стал­лы мэй­д­жо­ри­то­во­го гра­на­та, по­лу­чен­ные в экс­пе­ри­мен­те при вось­ми с по­ло­ви­ной ги­га­пас­ка­лях и 1700 гра­ду­сах Цель­сия (усло­вия со­о­т­вет­ству­ют ман­тий­ной глу­би­не 250 ки­ло­мет­ров). Изоб­ра­же­ние во вто­ри­ч­ных элек­тро­на­х

Дав­ле­ние недр на уг­ле­род

Из че­го со­сто­ит ман­тия Зе­м­ли, из­ве­ст­но до­ста­точ­но точ­но: это до­воль­но скро­м­ный на­бор си­ли­кат­ных фаз, пло­т­ность ко­то­рых по­сле­до­ва­тель­но уве­ли­чи­ва­ет­ся с глу­би­ной. Ин­ди­ка­то­ром ее ни­ж­не­го слоя слу­жат си­ли­ка­ты ма­г­ния MgSiO₃ и каль­ция CaSiO₃ со струк­ту­рой пе­ро­в­ски­та. На по­верх­но­сти их не встре­тишь в есте­ствен­ном со­сто­я­нии, они быст­ро раз­ру­ша­ют­ся. Их сре­да оби­та­ния на глу­би­не 660-670 ки­ло­мет­ров при дав­ле­нии при­мер­но 22 ги­га­пас­ка­ля и те­м­пе­ра­ту­ре 1400 гра­ду­сов Цель­сия.

Сре­ди ман­тий­ных ми­не­ра­лов есть и кар­бо­на­ты. Они ле­г­ко пла­вят­ся, уг­ле­род вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся до сво­бод­но­го со­сто­я­ния и слу­жит ис­точ­ни­ком ве­ще­ства для при­род­ных ал­ма­зов. По ме­ре ро­ста они за­хва­ты­ва­ют ча­сти­ч­ки рас­пла­ва и кри­стал­ли­че­ские фа­зы глу­бин­ных гео­сфер, что и поз­во­ля­ет уче­ным уточ­нить зна­ния о нед­рах.

Зе­ле­ная часть — пе­ри­до­тит, ман­тий­ное вклю­че­ние в вул­ка­ни­че­скую гор­ную по­ро­ду. Ари­зо­на, США

У­г­ле­род для ал­ма­зов в нед­рах Зе­м­ли бе­рет­ся из двух ос­но­в­ных ис­точ­ни­ков — из пе­р­ви­ч­ной ман­тии, из­на­чаль­но пре­бы­вав­шей в нед­рах, и из зе­м­ной ко­ры, огро­м­ные фра­г­мен­ты ко­то­рой опус­ка­ют­ся вглубь в ме­стах со­чле­не­ния оке­ан­ских и кон­ти­нен­таль­ных плит (зо­нах суб­дук­ции).

По­сто­ян­ное пе­ре­ме­ши­ва­ние и разо­грев из яд­ра пе­ри­о­ди­че­ски пла­вят ман­тию. Рас­плав ми­л­ли­о­ны лет под­ни­ма­ет­ся вверх к зе­м­ной ко­ре, за­хва­ты­вая по пу­ти об­ло­м­ки (к­се­но­ли­ты) глу­бин­ных по­род и ми­не­ра­лов.

"В на­уч­ных ста­тьях при­ме­ня­ет­ся тер­мин "про­то­ки­м­бер­ли­то­вый рас­плав". Это не та сре­да, что фор­ми­ру­ет труб­ки взры­ва, хо­тя и близ­кая по со­ста­ву. В ней на боль­шой глу­би­не за­ро­ж­да­ют­ся ал­ма­зы, а сам рас­плав эво­лю­ци­о­ни­ру­ет с даль­ней­шим за­хва­том по­род ман­тии и ко­ры. Он не­сет к по­верх­но­сти ал­ма­зы, об­ра­зо­ван­ные на глу­би­не, ча­сто с вклю­че­ни­я­ми, и од­но­вре­мен­но кус­ки по­род — ман­тий­ные ксе­но­ли­ты", — по­яс­ня­ет Боб­ров.

Ес­ли в ал­ма­зе боль­ше тя­же­ло­го изо­то­па уг­ле­ро­да ¹³С, зна­чит, он рос в суб­стра­те, воз­ни­к­шем из по­род зе­м­ной ко­ры, по­гру­зив­ших­ся в ман­тию (их на­зы­ва­ют эк­ло­ги­та­ми). Та­кие об­раз­цы на­шли не­дав­но в ки­м­бер­ли­то­вой труб­ке "Жу­и­на-5" в Бра­зи­лии и ме­сто­ро­ж­де­нии Кул­ли­нан в ЮАР.

От­ку­да по­сту­па­ют сверх­глу­бин­ные ал­ма­зы­

Ро­вес­ни­ки Зе­м­ли

По сло­вам Боб­ро­ва, сверх­глу­бин­ные ал­ма­зы с вклю­че­ни­я­ми мэй­д­жо­ри­то­вых гра­на­тов и дру­гих вы­со­ко­п­ло­т­ных фаз най­де­ны во всех ки­м­бер­ли­то­вых про­вин­ци­ях ми­ра, в том чис­ле в Ар­хан­гель­ской об­ла­сти и Си­би­ри. На­при­мер, изу­ча­е­мые в ГЕОХИ РАН гра­на­ты по­сту­пи­ли из труб­ки "Ми­р" в Яку­тии. Их воз­раст три ми­л­ли­ар­да лет.

"Это, ко­неч­но, очень древ­ний воз­раст, со­о­т­вет­ству­ю­щий са­мым ран­ним эта­пам эво­лю­ции Зе­м­ли. Но сре­ди ал­ма­зов мо­ж­но най­ти ре­кор­д­сме­нов, ко­то­рые име­ют воз­раст, со­по­ста­ви­мый со вре­ме­нем за­ро­ж­де­ния Зе­м­ли как пла­не­ты. Речь идет об ал­ма­зах с так на­зы­ва­е­мы­ми "цен­траль­ны­ми" вклю­че­ни­я­ми. Сре­ди них — ме­тал­ли­че­ские фа­зы, ни­ке­ли­стое же­ле­зо, как в ме­тео­ри­тах-­хон­д­ри­тах, до­воль­но боль­шое раз­но­об­ра­зие суль­фи­дов. Для них уста­нав­ли­ва­ют ма­к­си­маль­ный воз­рас­т", — го­во­рит Ан­д­рей Боб­ров.

Кста­ти, ко­г­да на­чи­на­ли изу­чать сверх­глу­бин­ные ал­ма­зы, то с их по­мо­щью на­де­я­лись по­нять, как устро­е­ны пла­не­ты дру­гих звезд­ных си­стем, по­хо­жие на Зе­м­лю. Этот во­прос по­ка с по­ве­ст­ки дня не снят.

А­п­па­рат вы­со­ко­го дав­ле­ния ти­па "на­ко­валь­ня с лун­кой" (то­ро­ид), уста­но­в­лен­ный в ла­бо­ра­то­рии гео­хи­мии ман­тии Зе­м­ли. На нем мо­де­ли­ру­ют усло­вия об­ра­зо­ва­ния сверх­глу­бин­ных ал­ма­зо­в