'Superdeep'-Diamanten Hint Op Diepte Van Koolstofcyclus

{h1}

Nieuwe studies van 'superdeep'-diamanten suggereren dat de koolstofcyclus van de aarde veel dieper doordringt in het inwendige van de planeet dan eerder werd gedacht. Meer informatie over hoe de koolstofcyclus werkt.

Diamanten uit de diepe ondergrond onthullen nu dat de activiteiten van het leven effecten kunnen hebben ver beneden het aardoppervlak, vinden onderzoekers.

Alle leven op aarde is gebaseerd op koolstof. Dit element beweegt zich door de atmosfeer, de oceanen en de aardkorst in een patroon dat de koolstofcyclus wordt genoemd. Mensen en ander leven op aarde maken deel uit van deze cyclus - wij en andere soorten leven bijvoorbeeld van voedingsstoffen gemaakt met koolstof, zoals suikers, vetten en eiwitten, en ademen ook kooldioxide uit en stoten het gas uit met onze auto's en fabrieken.

De meest bekende delen van de koolstofcyclus komen voor op of nabij het aardoppervlak, maar recente studies hebben laten doorschemeren dat de koolstofcyclus veel dieper in het inwendige van de aarde kan doordringen dan algemeen wordt gedacht. Bijvoorbeeld, oceanische korst beladen met koolstofrijk sediment zou zich kunnen verdiepen of subducteren om zich te vermengen met de bovenste mantellaag van hete rots die ongeveer 410 mijl (660 kilometer) naar beneden reikt, of zelfs naar de lagere mantel daaronder. Als dat zo is, zou meer dan alleen de dunne korst van de aarde een rol kunnen spelen in deze sleutelcyclus - een veel grotere fractie van de planeet kan ook betrokken zijn.

Het bewijs dat een dergelijke cyclus plaatsvindt, is echter moeilijk te bewijzen.

Nu onthullen de 'superdeep'-diamanten uit Brazilië dat de koolstofcyclus inderdaad diep in de mantel doordringt.

Diepe, diepe diamanten

Wetenschappers onderzochten zes diamanten uit het Juina kimberlite-veld in Brazilië. De meeste diamanten zijn opgegraven vanaf het aardoppervlak en zijn gevormd op een diepte van minder dan 125 mijl (200 km), maar andere, zoals de Juina-diamanten, hebben zeldzame, superdeep-diamanten opgeleverd. Deze diamanten bevatten minuscule minerale korrels die insluitsels worden genoemd en waarvan de chemie op veel grotere diepten van oorsprong spreekt. [Verwante: Hoe zijn diamanten gemaakt?]

"Insluitsels in diamanten zijn fantastisch nuttig voor het bestuderen van het ontoegankelijke deel van de diepe aarde", zei onderzoeker Michael Walter, een geoloog aan de Universiteit van Bristol in Engeland. "Het lijkt een beetje op het bestuderen van uitgestorven insecten in barnsteen, hoewel we DNA niet kunnen extraheren en dinosaurussen kunnen kweken, kunnen we hun chemische samenstelling extraheren en vertellen waar ze gevormd zijn door mineralen in het lab te laten groeien onder extreme omstandigheden."

Net als een insect in barnsteen, kunnen minerale insluitsels gevangen in diamanten veel onthullen over de diepe binnenkant van de aarde. De studie door Walter et al. in Science onthult minerale insluitsels die zijn ontstaan ​​in de oceanische korst en zijn ondergedompeld in de lagere mantel.

Net als een insect in barnsteen, kunnen minerale insluitsels gevangen in diamanten veel onthullen over de diepe binnenkant van de aarde. De studie door Walter et al. in Science onthult minerale insluitsels die zijn ontstaan ​​in de oceanische korst en zijn ondergedompeld in de lagere mantel.

Krediet: © Science / AAAS

Nadat de onderzoekers de insluitsels hadden geanalyseerd - elk slechts 15 tot 40 micron breed, of een zesde tot twee vijfde van de diameter van een mensenhaar - ontdekten ze dat de insluitsels het volledige scala aan mineralen bevatten dat men zou verwachten van een vulkanisch gesteente genaamd basalt. die oorspronkelijk gevormd op het oppervlak van de planeet en vervolgens gekristalliseerd onder extreem hoge drukken en temperaturen. Die omstandigheden om de insluitsels te vormen, zouden alleen gevonden worden op diepten van meer dan 435 mijl (700 km) in de lagere mantel, wat suggereert dat het materiaal van het oppervlak naar het binnenste van de aarde fietste.

Het team ontdekte dat de diamanten ook koolstofisotopen bevatten die blijkbaar in de buurt van het oppervlak zijn ontstaan. Alle koolstofatomen hebben zes protonen, maar isotopen van koolstof hebben elk verschillende aantallen neutronen in hun kernen - bijvoorbeeld koolstof-12 heeft zes neutronen, terwijl koolstof-13 er zeven heeft - en de diamanten bezaten relatief lage niveaus van koolstof-13, suggereert een oorsprong in de korst, niet de mantel.

"Koolstof afkomstig van een rots genaamd basalt, dat zich vormt van lava aan de oppervlakte, is vaak verschillend van dat wat uit de mantel komt, doordat het relatief minder koolstof-13 bevat", verklaarde onderzoeker Steve Shirey in de Carnegie Institution in Washington. "Deze superdeep diamanten bevatten veel minder koolstof-13, wat het meest consistent is met een oorsprong in de organische component gevonden in veranderde oceanische korst."

De onderzoekers suggereren dat deze diamanten gekristalliseerd zijn wanneer diamantvormende vloeistoffen die afkomstig zijn van basalt uit oceaanbodem worden overgebracht naar de lagere mantel.

Een conceptueel model dat aantoont dat de diamanten en insluitsels zich vormen in de onderste mantel in de ondergedompelde oceanische korst, wordt dan getransporteerd door mantelstroom naar de bovenmantel en uiteindelijk naar het oppervlak in een kimberlietmagma.

Een conceptueel model dat aantoont dat de diamanten en insluitsels zich vormen in de onderste mantel in de ondergedompelde oceanische korst, wordt dan getransporteerd door mantelstroom naar de bovenmantel en uiteindelijk naar het oppervlak in een kimberlietmagma.

Krediet: © Science / AAAS

resurfacing

Nadat de diamanten zijn gevormd in de onderste mantel, zijn ze vervolgens terug naar de oppervlakte gelanceerd door een gigantische pluim van hete rots afkomstig uit de buurt van de kern van de aarde, bekend als een mantelpluim, mogelijk beginnend terug in het Krijt tijdperk, toen dinosaurussen nog steeds de baas waren wereld.

Het kan zijn dat "de belangrijkste koolstofopslagplaats in de aarde waarschijnlijk de mantel is, in plaats van de atmosfeer of biosfeer, maar het is het minst goed begrepen", vertelde Walter OurAmazingPlanet. "Het mantelreservoir kan van invloed zijn op de wereldwijde cyclus van de geschiedenis van de aarde."

De wetenschappers gedetailleerd hun bevindingen in het tijdschrift Science online 15 september.

Dit verhaal is geleverd door OurAmazingPlanet, een zustersite voor WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com