مشاهده غیرمنتظره یک کانی در الماس استخراج شده از اعماق زمین

دانشمندان نخستین نمونه از یک کانی را درون الماسی استخراج شده از اعماق زمین پیدا کردند.

این کانی که به یاد «هو کوانگ (دِیو) مائو»، زمین‌شناس برجسته چینی-آمریکایی، دِیومائوئایت (Davemaoite) نام‌گذاری شده، اولین نمونه مشاهده شده از یک سیلیکاتِ کلسیمِ پِرُوسکایت (CaSiO3) روی زمین است. شکل دیگری از CaSiO3 به نام والاستونایت در سراسر زمین یافت می‌شود ولی ساختار بلوری دیومائوئایت فقط در شرایط فشار و حرارت بالای گوشته زمین شکل می‌گیرد.

مدت‌ها تصور می‌شد دیومائوئایت یک کانی فراوان و از نظر ژئوشیمیایی مهم در گوشته زمین باشد. اما دانشمندان هرگز شواهد مستقیمی از وجود آن پیدا نکرده بودند، زیرا زمانی که این کانی به سمت سطح زمین حرکت می‌کند و فشار لایه‌های فوقانی بر آن کاهش می‌یابد، به کانی‌ها دیگر تجزیه می‌شود.

آنالیز یک تکه الماس از بوتسوانا که در عمق ۶۶۰ کیلومتری از سطح زمین شکل گرفته، نمونه سالم به دام افتاده‌ای از دیومائوئایت را آشکار کرده است. در نتیجه اتحادیه بین‌المللی کانی‌شناسی، دیومائئایت را به عنوان یک کانی جدید تأیید کرده است.

الیور شانر، کانی‌شناس از دانشگاه نوادا در لاس‌وگاس و پژوهشگر ارشد در این پژوهش می‌گوید: «کشف دیومائوئایت غافلگیرکننده بود.»

^{الماسی که نمونه دیومائوئایت در آن کشف شده؛ نقاط تیره اثر اشعه ایکس مورد استفاده هستند و خود کانی دیومائوئایت بدون میکروسکوپ قابل مشاهده نیست}

شانر و همکارانش نمونه دیومائوئایت را با استفاده از روشی به نام «سنکروترون پَراش اشعه ایکس» شناسایی کردند که شامل متمرکز کردن یک پرتو پر انرژی اشعه ایکس بر نقاط مشخصی درون الماس با دقتی میکروسکوپی است. با اندازه‌گیری زاویه و شدت نور بازتاب‌شده، پژوهشگران می‌توانند به ماهیت کانی به دام افتاده پی ببرند. ابعاد نمونه دیومائوئایت درون الماس تنها چند میکرومتر بود و روش‌های کم‌توان‌ترِ نمونه‌برداری قادر به تشخیص آن نبودند.

تصور می‌شود دیومائوئایت نقش مهمی در فعالیت‌های ژئوشیمیایی گوشته زمین ایفا کند. براساس نظریه دانشمندان، این کانی می‌تواند حاوی عناصر کم‌مقدار دیگری مانند اورانیوم و توریوم باشد که با واپاشی هسته‌ای خود حرارت آزاد می‌کنند. بنابراین دیومائوئایت می‌تواند مقادیر قابل توجهی گرما در گوشته زمین تولید کند.

در پژوهشی در سال ۲۰۱۴ که در نشریه Science منتشر شد، پژوهشگران کانی فرضی فشار بالای دیگری از گوشته به نام «بریجمانایت» را پیشنهاد کردند. ولی نمونه این کانی از گوشته زمین منشا نمی‌گرفت و متعلق به یک شهاب سنگ بود. به گفته دکتر شانر: «کشف دیومائوئایت نشان داد الماس‌ها ممکن است در اعماقی بیش از آنچه تصور می‌شد شکل بگیرند و می‌توانند بهترین مکان برای جستجوی کانی‌های جدید از گوشته زمین باشند.»

یینگوِی فه، ژئوفیزیکدان از مؤسسه کارنگی واشنگتون که در این پژوهش شرکت نداشته می‌گوید: «کار شانر و همکارانش امید‌ها برای کشف دیگر حالت‌های فشار بالا در طبیعت را افزایش داده است. کشف چنین نمونه‌های مستقیمی از منطقه غیر قابل دسترس گوشته زیرین، شکاف دانش ما از ترکیب شیمیایی گوشته سیاره‌مان را پر می‌کند.»

این پژوهش روز ۱۱ نوامبر در نشریه Science به‌صورت آنلاین منتشر شد.