"Superdeep" Diamanten Hinweis in der Tiefe des Kohlenstoffkreislaufs

Diamanten aus der Tiefe unterirdische zeigen nun, dass die Aktivitäten des Lebens tief unter der Erdoberfläche auswirken können Forscher finden.

Alles Leben auf der Erde basiert auf Kohlenstoff. Dieses Element bewegt sich durch die Atmosphäre, Ozeane und Kruste des Planeten in ein Muster des Kohlenstoffkreislaufs genannt. Menschen und anderen Lebensformen auf der Erde sind Teil dieses Zyklus – zum Beispiel wir und andere Arten von Nährstoffen, die mit Kohlenstoff, wie Zucker, Fette und Proteine, Leben und auch atmen Kohlendioxid und emittieren das Gas mit unseren Autos und Fabriken.

Die bekanntesten Teile des Kohlenstoffkreislaufs auftreten an oder nahe der Erdoberfläche, aber neuere Studien haben angedeutet, dass den Kohlenstoffkreislauf in das Innere der Erde als allgemein angenommen ist viel tiefer erweitern können. Zum Beispiel könnte ozeanischer Kruste geladen mit kohlenstoffreichen Sedimenten vertiefen oder subduct, um mit der oberen Mantel Schicht aus heißen Stein zu mischen, die etwa 410 Meilen (660 km) erreicht unten oder sogar an den unteren Mantel unter dem. Wenn allerdings mehr als nur die dünne Erdkruste eine Rolle in diesem wichtigen Zyklus spielen könnten – ein viel größerer Teil des Planeten sowie beteiligt sein könnte.

Beweis dafür, dass solche Radfahren tritt bewährt jedoch schwer zu bekommen.

Jetzt "superdeep" Diamanten aus Brasilien zeigen, den Kohlenstoffkreislauf in der Tat tief in den Mantel zu erreichen.

Tief, tief Diamanten

Die Wissenschaftler untersuchten sechs Diamanten aus der Juina Kimberlit-Feld in Brasilien. Die meisten Diamanten, die von der Erdoberfläche gebildet in tiefen von weniger als 125 Meilen (200 km), aber andere, wie z. B. die Juina Diamanten ausgegraben haben seltenere, superdeep Diamanten geführt. Diese Diamanten können winzige mineralische Körner genannt Einschlüsse, deren Chemie Herkunft in viel größerer Tiefe zeugt halten. [Verwandte: wie werden Diamanten gemacht?]

"Einschlüsse in Diamanten sind phantastisch nützlich für das Studium des unzugänglichen Teil von den Tiefen der Erde," sagte der Forscher Michael Walter, Geologe an der University of Bristol in England. "Es ist ein bisschen wie ausgestorbene Insekten in Bernstein zu studieren. Obwohl wir nicht DNA extrahieren und Dinosaurier wachsen, können wir ihre chemische Zusammensetzung zu extrahieren und sagen, wo sie durch den Anbau von Mineralien im Labor von extremen Bedingungen gebildet."

Nachdem die Forscher die Einschlüsse analysierten – jeweils nur 15 bis 40 µm Breite bzw. ein Sechstel bis zwei-Fünftel des Durchmessers eines menschlichen Haares – sie fanden die Einschlüsse enthalten das gesamte Spektrum der Mineralien, die man erwarten würde von einem vulkanischen Felsen namens Basalt, die ursprünglich an der Oberfläche des Planeten gebildet und kristallisiert dann unter extrem hohe Drücke und Temperaturen. Diese Bedingungen bilden die Einschlüsse würde nur in tiefen größer als 435 Meilen (700 km) in den unteren Mantel gefunden werden, was darauf hindeutet das Material von der Oberfläche bis in das Innere der Erde Gefahren.

Das Team festgestellt, dass die Diamanten halten auch Kohlenstoff-Isotope, die offenbar ihren in der Nähe der Oberfläche Ursprung. Alle Kohlenstoff-Atome haben sechs Protonen, aber Isotope des Kohlenstoffs jedes haben unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihren Kernen – zum Beispiel Kohlenstoff-12 hat sechs Neutronen, während Kohlenstoff-13 sieben – und die Diamanten besaß relativ niedrigen Kohlenstoff-13, was auf einen Ursprung in der Kruste, nicht den Mantel.

"Carbon mit Ursprung in einem Felsen namens Basalt, welche Formen von Lava an der Oberfläche unterscheidet sich oft von dem, was in den Mantel, mit relativ weniger Kohlenstoff-13, stammt", erklärte Forscher Steve Shirey an der Carnegie Institution in Washington. "Diese superdeep Diamanten enthalten viel weniger Kohlenstoff-13, die konsequenteste mit Ursprung in der organische Anteil im veränderten ozeanische Kruste gefunden ist."

Die Forscher schlagen vor, diese Diamanten kristallisiert beim Diamant-bildende Flüssigkeiten, die ihren in Basalt aus Ozean-Kruste Ursprung in den unteren Mantel Kruste.

Oberflächenersatz

Wenn Sie die Diamanten im unteren Erdmantel gebildet, können sie dann angelaufen sind zurück in der Nähe der Oberfläche durch eine riesige Wolke aus heißen Stein in der Nähe von Erdkern bekannt als ein Mantel-Plume, möglicherweise während der Kreidezeit-Ära, als die Dinosaurier noch die Welt regiert beginnend aus.

Es kann sein, dass "das große CO2-Repository in Erde wahrscheinlich der Mantel anstatt der Atmosphäre oder Biosphäre ist, aber es am wenigsten verstanden ist", sagte Walter OurAmazingPlanet. "Mantel-Reservoir beeinträchtigt den globalen Kreislauf über die Geschichte der Erde."

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science detaillierte Online-Sept. 15.

Diese Geschichte wurde von OurAmazingPlanet, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt.