Във Върджин Вали, Невада, е възможно да прекарате един следобед в копаене на редки черни огнени опали, докато посетителите на Коалинга, Калифорния, могат да изтърсят мръсотията за парчета от официалния скъпоценен камък на държавата, бенитоит. В държавния парк Crater of Diamonds в Арканзас амбициозните хрътки за скъпоценни камъни плащат само $10, за да търсят най-търсените камъни в света.
Всеки от тези излети изисква малко повече от ръчни инструменти, но повечето скъпоценни камъни произхождат между тях 3 до 25 мили (5 до 40 километра) под земятаа някои се простират много по-дълбоко.
Но кои скъпоценни камъни се намират най-дълбоко и как си проправят път към повърхността?
Според Лий Гроутминералог в Университета на Британска Колумбия, най-дълбоките известни скъпоценни камъни са диамантитърсени заради тяхната красота, употреба в индустрията и научните данни, които съдържат.
Все още не е напълно разбрано как се образуват диамантите, но лабораторните експерименти показват, че скъпоценните камъни кристализират само при екстремни налягания. Повечето естествено срещащи се камъни са проследени до горната мантияна дълбочини между 93 и 186 мили (150 до 300 км), където налягането може да достигне над 20 000 атмосфери.
Свързани: Кой е най-редкият минерал на Земята?
Дълго време това постави диамантите в конкуренция със скъпоценен камък, наречен перидот, за титлата най-дълбоко намиращ се скъпоценен камък. Перидотът е формата на скъпоценен камък на минерал, наречен оливин, който съставлява повече от половината от горната мантия, която се простира от основата на кората надолу до 255 мили (410 км). Но през 2016 г. учените описаха колекция от свръхдълбоки диаманти произхождащ от около 410 мили (660 км)а друга партида през 2021 г. беше решен да идва от дълбочина 466 мили (750 км).
„Беше трудно да се каже дали диамантите или перидотът са най-дълбоките, но това до голяма степен реши дебата“, каза Гроат.
За да излязат с тези оценки, изследователите са изследвали моделите на кристализация на диамантите, както и техните включвания – частици от минерали или течности, погребани в скъпоценните камъни, когато са били образувани. Включвания на минерал, наречен бриджманит, и стопилка от желязо-никел-въглерод-сяра казаха на учените, че тези свръхдълбоки диаманти вероятно са се образували в долната мантия, която е съставена от около 75% бриджманит, и че те израснал от течен метал заобиколен от метан. На тези дълбочини налягането може да надхвърли 235 000 атмосфери.
Диамантите също се смятат за изключително стари. Някои оценки показват, че диамантите на повърхността днес може да са се образували до преди 3,5 милиарда години, въпреки че много от тях са много по-млади. Дълголетието им се дължи на силата на химическите им връзки, каза Гроат. Диамантите са направени от въглерод, и тъй като те се образуват под натиск, „необходима е голяма сила, за да се разкъсат връзките им“. Нагряване на диамант над 1652 градуса по Фаренхайт (900 градуса по Целзий) ще доведе до разграждането му в графит.
Гемолозите не трябваше да се ровят в Земята, за да научат това; най-дълбокото, което някога сме навлизали във вътрешността на планетата, при Колски свръхдълбок сондаж в Русия, едва надраскана повърхността, на дълбочина само 7,8 мили (12,6 км).
Вместо това диамантите се извеждат на повърхността от уникален вид магма, наречена кимберлит. Кимберлитовите магми са склонни да бъдат летливи, изригващи със скорости с повече от 100 фута в секунда (30 метра в секунда) и издърпвайки диаманти от околните скали, докато вървят. По този начин скъпоценни камъни, образувани в продължение на милиарди години, се изхвърлят на повърхността за месеци или дори часове.
Освен естетическата си стойност и естествената си твърдост, което ги прави привлекателни за индустрии, интересуващи се от остриета, свредла и полиращи прахове, диамантите съдържат безценна научна информация, каза Ананя Малик, експериментален петролог в Университета на Аризона. В много случаи „диамантите са единствените източници, с които изследователите разполагат, за да разберат състава на вътрешността на планетата и процесите, протичащи там“, каза тя пред Live Science.
Изучавайки тези скъпоценни камъни, учените са научили, че ранната Земя не е бил толкова тектонично активен, колкото е днес. Други анализи разкриха въглеродни сигнатури, съответстващи на фотосинтезата, показвайки, че въглеродният цикъл достига дълбоко във вътрешността на планетата. Съвсем наскоро учени, изучаващи редки диаманти, откриха доказателства за вода по-дълбоко в мантията, отколкото се очакваше предии дори открити изцяло нови минерали.
„Диамантите имат собствена стойност поради красотата си, но в допълнение към това тяхното научно значение ги прави още по-ценни“, каза Малик.