Kim cương có nguồn gốc từ muối biển?

Kim cương - loại đá quý gắn liền với những hình ảnh về sự trường tồn, bất diệt. Chúng là những hòn đá đột biến hình thành sau hàng tỷ năm tiếp xúc với môi trường có áp suất cực lớn và nhiệt độ cực cao.

Một giả thuyết phổ biến cho rằng, nhiều viên kim cương được hình thành khi các tầng đáy biển (là một phần của một mảng đại dương) mài bên dưới các mảng lục địa tại các đới hút chìm.

Trong quá trình này, mảng đại dương và tất cả các khoáng chất dưới đáy biển chìm hàng trăm dặm xuống lớp phủ của Trái đất, nơi chúng dần kết tinh dưới nhiệt độ và áp suất cao gấp hàng chục nghìn lần so với trên bề mặt.

Cuối cùng, những tinh thể này trộn lẫn với magma núi lửa gọi là kimberlite và bị đẩy lên bề mặt của hành tinh dưới dạng kim cương.

Minh chứng cho giả thuyết này có thể được tìm thấy trong các khoáng sản đại dương có đá xanh - như viên kim cương Hope nổi tiếng (với các lời đồn là hòn đá bị nguyền rủa) bởi màu sắc đặc trưng của chúng.

Kim cương dạng sợi đục, mờ bởi một lượng ít muối, kali và các chất khác có trong nó. (Ảnh minh họa).

Tuy nhiên, những viên kim cương này thuộc loại hiếm nhất, đắt nhất và nằm ở vị trí sâu nhất trên Trái đất, khiến việc nghiên cứu chúng không đơn giản. Nhưng nghiên cứu được công bố vừa qua trên tạp chí Science Advances đã cung cấp bằng chứng mới về nguồn gốc từ đại dương của kim cương.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã quan sát các trầm tích mặn bên trong một loại đá phổ biến hơn nhiều, được gọi là kim cương dạng sợi.

Không giống như hầu hết các viên kim cương quý giá thường thấy trên chiếc nhẫn uyên ương, kim cương dạng sợi đục, mờ bởi một lượng ít muối, kali và các chất khác có trong nó. Chúng ít có giá trị hơn đối với các nhà kim hoàn, nhưng lại có giá trị hơn đối với các nhà khoa học muốn khám phá nguồn gốc của kim cương.

“Có giả thuyết cho rằng, muối bị mắc kẹt trong kim cương đến từ nước biển, nhưng nó vẫn chưa được kiểm chứng”, Giáo sư Michael Forster, tại Đại học Macquarie (Australia) - tác giả chính của nghiên cứu mới cho biết.

Vì khó có thể tìm ra nguồn gốc cổ xưa của một viên kim cương thực tế, GS Forster và các đồng nghiệp đã cố gắng tái tạo trong phòng thí nghiệm các phản ứng siêu nhiệt, siêu áp xảy ra khi khoáng chất dưới đáy biển chìm vào lớp phủ của Trái đất.

Nhóm nghiên cứu đã đặt các mẫu trầm tích biển vào một thùng chứa khoáng chất peridotite, một loại đá núi lửa có mặt rộng rãi ở độ sâu nơi mà kim cương được cho là hình thành; Sau đó, họ cho hỗn hợp tiếp xúc với điều kiện nhiệt độ và áp suất cao tương đương với những gì xảy ra trong lớp phủ.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng khi hỗn hợp chịu áp suất từ 4 - 6 gigapascal (gấp 40.000 đến 60.000 lần áp suất khí quyển trung bình ở mực nước biển) và nhiệt độ từ 1.500 - 2.000 độ F (800 - 1.100 độ C), các tinh thể muối hình thành tính chất gần như giống hệt với muối được tìm thấy trong kim cương sợi.

Nói cách khác, khi các tầng đáy biển cổ đại trượt sâu vào trong lớp phủ, lực va chạm tạo ra điều kiện hoàn hảo cho sự hình thành kim cương. (Kim cương đá quý, được làm từ carbon tinh khiết và không có bất kỳ trầm tích nào cũng có thể được tạo ra theo cách này).

“Chúng tôi biết rằng, một số loại chất lỏng mặn phải tồn tại xung quanh trong giai đoạn kim cương đang phát triển và bây giờ chúng tôi đã xác nhận rằng trầm tích biển phù hợp với giả thuyết này”, GS Forster nói.

Kim cương tự nhiên hình thành như thế nào?