Seltene Diamant zeigt Erdinneren ist alle nass

Ein angeschlagenen Diamant, der eine Reise aus der "Hölle" überlebt eine lang gehegte Theorie bestätigt: Erdmantel hält ein Ozean im Wert von Wasser.

"Es ist tatsächlich die Bestätigung, dass es ist eine sehr, sehr große Menge von Wasser, das in einer wirklich verschiedene Schicht in den Tiefen der Erde gefangen ist", sagte Graham Pearson, Hauptautor der Studie und Geochemiker an der University of Alberta in Kanada. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht heute (12. März) in der Zeitschrift Nature.

Wertlos-auf der Suche nach Diamanten umschließt ein winziges Stück ein Olivin Mineral namens Ringwoodite, und es ist das erste Mal, das Mineral auf der Erdoberfläche in nichts anderes als Meteoriten oder Labors gefunden wurde. Ringwoodite nur Formen unter extremem Druck, wie die Zerkleinerung laden etwa 320 Meilen (515 km) tief im Erdmantel.

Was ist in den Mantel?

Die meisten des Volumens Erde ist Mantel, die heiße Gesteinsschicht zwischen der Erdkruste und dem Kern. Zu tief bohren, den Mantel Zusammensetzung ist ein Geheimnis Sauerteig durch zwei Hinweise: Meteoriten und Hunks Rock hob sich von Vulkanen. Zuerst denken Wissenschaftler, dass die Zusammensetzung des Erdmantels ist ähnlich dem des Meteoriten Chondriten, die hauptsächlich aus Olivin genannt. Zweitens: Lava spuckten von Vulkanen manchmal tippt den Mantel, Erziehung Brocken von ungeraden Mineralien dieser Hinweis auf die große Hitze und Druck Olivin erträgt in den Eingeweiden der Erde.

In den letzten Jahrzehnten Forscher haben auch neu Mantel Einstellungen in Laboratorien, Zappen Olivin mit Lasern, Mineralien mit massiven Kanonen schießen und quetschen Felsen zwischen Diamant Ambosse, das Innere der Erde zu imitieren.

Diese Laborstudien deuten darauf hin, dass Olivin verwandelt sich in eine Vielzahl von Formen entspricht der Tiefe, an dem es gefunden wird. Die neuen Formen des Kristalls Platz für den zunehmenden Druck. Änderungen in der Geschwindigkeit der Erdbebenwellen unterstützen auch dieses Modell. Seismische Wellen plötzlich beschleunigen oder verlangsamen, in einer bestimmten Tiefe in den Mantel. Forscher denken, diese Geschwindigkeit Zonen von Olivin wechselnden Konfigurationen entstehen. Z. B. 323 bis 410 Meilen (520 bis 660 km) tief, zwischen zwei scharfe Geschwindigkeit Pausen ist Olivin gedacht, um Ringwoodite zu werden. Aber bis jetzt niemand hatte direkten Beweis dafür war, dass Olivin tatsächlich Ringwoodite in dieser Tiefe. [Infografik: Was ist Erde Made Of?]

"Die meisten Leute (mich eingeschlossen) nie erwartet, dass solch eine Probe zu sehen. Proben aus der Wechselzone und unteren Mantel sind äußerst selten und nur in ein paar ungewöhnliche Diamanten gefunden", schrieb Hans Keppler, Geochemiker an der Universität Bayreuth in Deutschland, in einem Gastbeitrag in der Natur ebenfalls heute veröffentlichten.

Tiefste Ozean der Erde

Der Diamant aus Brasilien bestätigt, dass die Modelle korrekt sind: Olivin ist Ringwoodite in dieser Tiefe, ein Layer mit dem Namen der Mantel Übergangszone. Und es löst eine lang andauernde Debatte über Wasser in der Wechselzone Mantel. Die Ringwoodite ist 1,5 Prozent Wasser, nicht als eine Flüssigkeit, sondern als Hydroxid-Ionen (Sauerstoff und Wasserstoff Atome miteinander verbunden) zu präsentieren. Die Ergebnisse legen nahe, es könnte ein großer Speicher des Wassers in der Wechselzone Mantel, die erstreckt sich von 254 bis 410 Meilen (410 bis 660 km) tief.

"Es bedeutet eine sehr große Masse von Wasser, nähert sich die Art der Masse des Wassers, die im Ozean der Welt, ist" sagte Pearson Live Science Our Amazing Planet.

Plattentektonik recycelt der Erdkruste durch schieben und ziehen von Platten aus ozeanischer Kruste in Subduktionszonen, wo es in den Mantel sinkt. Diese Kruste, getränkt durch den Ozean Fähren Wasser in den Mantel. Viele dieser Platten am Ende in der Wechselzone Mantel stecken. "Wir denken, dass ein erheblicher Teil des Wassers in der Wechselzone Mantel aus die Einlagerung dieser Platten ist," sagte Pearson. "Die Übergangszone scheint ein Friedhof der subduzierte Platten."

Keppler stellte fest, dass es möglich ist die vulkanische Eruption, die den tiefen Diamanten auf der Erdoberfläche gebracht ein ungewöhnlich wasserreichen Teil des Mantels probiert haben kann, und nicht alle der Übergangszone Schicht so nass wie die Ringwoodite angegeben sein.

"Wenn die Quelle des Magmas eine ungewöhnliche Mantel-Reservoir ist, gibt es die Möglichkeit, dass an anderen Orten in der Wechselzone Ringwoodite weniger Wasser als die Probe von Pearson und Kollegen gefunden enthält," schrieb Keppler. "Allerdings scheint vor dem Hintergrund dieses Beispiels, Modelle mit wasserfreien oder Wasser-Arm, Übergangszonen eher unwahrscheinlich."

Reiten auf einer Rakete

Ein heftiger Vulkanausbruch genannt ein Kimberlit schnell trug diesen bestimmten Diamanten aus der Tiefe in den Mantel. "Der Ausbruch einer Kimberlit ist analog zum Ablegen von einer Mentos Mint in eine Flasche Soda", so Pearson. "Es ist eine sehr energische, Gas-Rechnung Reaktion, die den Weg zur Erdoberfläche Blasten."

Die winzige, grünen Kristall, gezeichnet von seiner Reise 325-Meile (525 km) an der Oberfläche wurde von Diamant Bergleute in Juína, Brasilien gekauft. Die Mine ultradeep Diamanten sind unförmig und von ihrer langen Reise zusammengeschlagen. "sie schauen buchstäblich, wie sie schon zur Hölle und zurück", so Pearson. Die Diamanten sind in der Regel verworfen, weil sie keinen kommerziellen Wert tragen, sagte er, aber für Geowissenschaftler, die Edelsteine einen seltenen Einblick in Erde Innereien geben. [Shine On: Fotos von schillernden Mineralstufen]

Die Ringwoodite Entdeckung war zufällig, wie Pearson und seine Co-Autoren tatsächlich ein Mittel zur Datierung der Diamanten gesucht. Die Forscher denken sorgfältige Probenvorbereitung die Schlüssel zu finden, mehr Ringwoodite, weil Heizung ultradeep Diamanten, wie geschieht, wenn Wissenschaftler Kristalle für Analyse, Polnisch Olivin ändern Form verursacht.

"Wir denken, es ist möglich Ringwoodite gefunden wurden möglicherweise durch andere Forscher vor, aber die Art, wie, die Sie ihre Proben verursacht es wieder auf einem niedrigeren Druck-Formular vorbereitet," sagte Pearson.

Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde März 17 aktualisiert, um die Hydroxid-Formen von Sauerstoff und Wasserstoff-Atomen, nicht Moleküle korrigieren.

E-Mail Becky Oskin oder ihr folgen @beckyoskin . Folgen Sie uns @OAPlanet, Facebook und Google +.