En diamant på $ 20 giver bevis for en 'våd zone' dybt under Jordens overflade, hvor store mængder vand er låst inde i mineraler.
Fotokredit: University of Alberta
Det er måske den styggeste diamant, du nogensinde vil se, men inden for denne brune kulstofskive er en perle af en fund for en forsker fra University of Alberta, der arbejder for at afsløre et havstørst mysterium dybt under jorden.
Et internationalt team af videnskabsfolk ledet af Graham Pearson, Canada Excellence Research Chair i arktiske ressourcer ved U of A, har opdaget den første nogensinde prøve af et mineral kaldet ringwoodit. Analyse af mineralet viser, at det indeholder en betydelig mængde vand - 1,5 procent af dets vægt - et fund, der bekræfter videnskabelige teorier om store mængder vand fanget 410 til 660 kilometer under Jorden, mellem den øvre og nedre kappe.
”Denne prøve giver virkelig ekstrem stærk bekræftelse af, at der er lokale våde pletter dybt i Jorden i dette område,” sagde Pearson, en professor ved Det Naturvidenskabelige Fakultet, hvis fund blev offentliggjort 13. marts i Nature. "Den bestemte zone i Jorden, overgangszonen, kan have så meget vand som alle verdenshavene sammensættes."
Billedkredit: University of Alberta
Ringwoodite er en form for mineralperidot, som antages at eksistere i store mængder under høje tryk i overgangsområdet. Ringwoodite er fundet i meteoritter, men indtil nu er der aldrig blevet fundet nogen jordprøve, fordi forskere ikke har været i stand til at udføre feltarbejde i ekstreme dybder.
Pearsons prøve blev fundet i 2008 i Juina-området i Mato Grosso, Brasilien, hvor kunsthåndværkere minearbejdere afslørede værtsdiamanten fra lavvandede flodgravler. Diamanten var blevet bragt til Jordens overflade af en vulkansk klippe kendt som kimberlit - den mest dybt afledte af alle vulkanske klipper.
Opdagelsen, der næsten ikke var
Pearson sagde, at opdagelsen næsten var tilfældig, idet hans team havde været på udkig efter et andet mineral, da de betalte omkring $ 20 for en tre millimeter bred, beskidt udseende brun diamant. Selve ringwooditten er usynlig for det blotte øje, begravet under overfladen, så det var heldig at det blev fundet af Pearsons kandidatstuderende, John McNeill, i 2009.
"Det er så lille, denne inkludering, det er ekstremt vanskeligt at finde ud af, uden noget arbejde med," sagde Pearson, "så det var lidt af et stykke held, denne opdagelse, ligesom mange videnskabelige opdagelser."
Prøven gennemgik mange års analyse ved anvendelse af Raman og infrarød spektroskopi og røntgendiffraktion, før den officielt blev bekræftet som ringwoodit. De kritiske vandmålinger blev udført på Pearsons Arctic Resources Geochemistry Laboratory ved U af A. Laboratoriet er en del af det verdenskendte canadiske center for isotopisk mikroanalyse, også hjemsted for verdens største akademiske diamantforskningsgruppe.
Undersøgelsen er et godt eksempel på et moderne internationalt samarbejde med nogle af de øverste ledere fra forskellige områder, herunder Geoscience Institute ved Goethe University, University of Padova, Durham University, University of Vienna, Trigon GeoServices og Ghent University.
For Pearson, en af verdens førende myndigheder inden for undersøgelsen af dybe jorddiameterhostarter, er opdagelsen blandt de mest betydningsfulde af hans karriere, hvilket bekræfter omkring 50 års teoretisk og eksperimentelt arbejde fra geofysikere, seismologer og andre forskere, der prøver at forstå makeup af jordens indre.
Forskere har været dybt splittede over sammensætningen af overgangszonen, og om den er fuld af vand eller ørken-tør. At vide, at der findes vand under skorpen, har konsekvenser for studiet af vulkanisme og pladetektonik, hvilket påvirker, hvordan sten smelter, afkøles og skifter under skorpen.
”En af grundene til, at Jorden er en så dynamisk planet, er på grund af tilstedeværelsen af noget vand i dets indre,” sagde Pearson. "Vand ændrer alt omkring den måde, en planet fungerer på."