دانشمندان راز جدیدی از شکل‌گیری الماس‌های سیاه برزیل کشف کردند

کد خبر: ۹۴۱۵۹۹

تاریخ انتشار: ۵۹ : ۱۳ – ۰۸ مهر ۱۴۰۵

دانشمندان به سرنخ‌های جدیدی در خصوص چگونگی تشکیل الماس‌های سیاه کربنادو در برزیل دست یافته‌اند. نتایج یک پژوهش تازه نشان می‌دهد که این الماس‌ها ممکن است به دلیل انتقال سریع مواد آلی به اعماق زمین ناشی از برخوردهای کیهانی شکل گرفته باشند.

به گزارش انتخاب، در میان سنگ‌های رودخانه‌ای برزیل، نوعی الماس سیاه و منحصر به فرد به نام کربنادو وجود دارد که سال‌ها محققان را به چالش کشیده است. این سنگ‌ها برخلاف الماس‌های معمولی شفاف نیستند و سطحی تیره و براق دارند که درون آن‌ها پر از حفره‌های کوچک و بلورهای ریز الماس است. کربنادوها تنها در برخی نواحی برزیل و آفریقای مرکزی یافت می‌شوند، اما منشأ دقیق آن‌ها هنوز مشخص نشده است. محققان از نوع سنگ و شرایط شکل‌گیری این الماس‌های غیرمعمول اطلاعات دقیقی ندارند.

ظاهر شیشه‌ای این سنگ‌ها در گذشته موجب شده بود که برخی پژوهشگران به این نتیجه برسند که ممکن است منشأ فضایی داشته باشند یا در نتیجه برخورد یک جرم بزرگ با زمین به وجود آمده باشند. اما پژوهش جدید نشان می‌دهد که این داستان احتمالاً پیچیده‌تر از آن است که تصور می‌شد. بر اساس این مطالعه، یک برخورد بزرگ در تاریخ زمین ممکن است موجب انتقال مواد غنی از کربن از سطح به اعماق زمین شده باشد؛ جایی که فشار و دما می‌تواند بخشی از این کربن را به الماس تبدیل کند. در این فرضیه، برخورد کیهانی به خودی خود الماس را نساخته است، بلکه به عنوان عاملی عمل کرده که مواد اولیه را به محیط مناسب برای تشکیل الماس منتقل کرده است.

محققان به رهبری آتیلا دمنی و پیتر نمث از دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی مختلف، نمونه‌هایی از کربنادوهای منطقه تومبادور برزیل را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها ترکیب شیمیایی کربن، ساختار داخلی سنگ‌ها و مواد معدنی موجود در حفره‌های آن‌ها را با استفاده از روش‌هایی مانند تصویربرداری پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی تحلیل کردند. الماس‌های سیاه کربنادو سنگ‌های کمیاب و متخلخلی هستند که تنها در برزیل و آفریقای مرکزی یافت می‌شوند و منشأ آن‌ها هنوز به‌طور کامل مشخص نیست.

یکی از سوالات اصلی این بود که آیا سطح صاف و براق کربنادو نتیجه برخوردی شدید بوده است یا خیر. اگر چنین برخوردی وجود داشته باشد، باید نشانه‌هایی از فشار عظیم آن در ساختار داخلی الماس باقی مانده باشد. اما پژوهشگران نتوانستند چنین نشانه‌هایی را پیدا کنند. بلورهای الماس در زیر سطح شیشه‌ای بدون تغییر باقی مانده و ساختارهایی که معمولاً در اثر فشار ناشی از برخوردهای شدید ایجاد می‌شوند، مشاهده نشدند. در عوض، برخی نمونه‌ها پوششی نازک از ماده‌ای معدنی به نام آناتاز داشتند که از دی‌اکسید تیتانیوم تشکیل شده است. بررسی‌ها نشان داد که پوشش آناتاز پیش از شکل‌گیری سطح براق ایجاد شده بود. به احتمال زیاد، سیالات موجود در محیط باعث شدند که بخشی از الماس و پوشش معدنی آن حل شود و سطحی صاف و شیشه‌ای شکل بگیرد. بنابراین، ظاهر درخشان کربنادو احتمالاً مربوط به مرحله‌ای بعد از تاریخچه این سنگ است، نه زمان شکل‌گیری خود الماس.

محققان برای بررسی منشأ کربن موجود در کربنادو، نسبت ایزوتوپ‌های مختلف کربن را اندازه‌گیری کردند. به گزارش انتخاب، در بیشتر نمونه‌ها، ترکیب کربن مشابه موادی بود که از بقایای موجودات زنده باستانی به جا مانده‌اند. بنابراین، ممکن است بخشی از کربن اولیه این سنگ‌ها از مواد آلی موجود در سطح زمین آمده باشد. اما برای تبدیل این مواد به الماس، آن‌ها باید به اعماق زمین منتقل می‌شدند. محققان بر این باورند که این انتقال می‌توانسته از طریق فرورانش سریع رخ دهد؛ به این معنا که بخش‌هایی از پوسته زمین به داخل گوشته فرو می‌روند. دمنی اظهار داشت که اگر این فرایند به آرامی انجام می‌شد، حفره‌های فراوان موجود در کربنادو از بین می‌رفتند. سرعت بالای فرورانش می‌تواند توضیح دهد که چرا این ساختارهای غیرمعمول هنوز در سنگ باقی مانده‌اند.

محققان اشاره کردند که برخورد عظیم در دوران اولیه زمین ممکن است مواد غنی از کربن را به اعماق سیاره منتقل کرده و شرایط لازم برای تبدیل این کربن به الماس را فراهم کرده باشد. آن‌ها بر این باورند که در دوران جوانی زمین، برخورد یک جرم فضایی بزرگ ممکن است موجب انتقال مواد دارای کربن از سطح زمین به اعماق سیاره شده باشد. در آنجا، فشار بسیار زیاد می‌توانسته کربن را به الماس تبدیل کند. سپس، حرکت مواد مذاب درون زمین و فعالیت‌های آتشفشانی، سنگ‌های حاوی الماس را دوباره به نزدیکی سطح آورده است. فرسایش، جابه‌جایی توسط رودخانه‌ها و واکنش با آب و مواد شیمیایی نیز موجب شکل‌گیری ظاهر امروزی کربنادوها شده‌اند. با این حال، دانشمندان هنوز مدرک قطعی برای این مسیر پیدا نکرده‌اند و ماده‌ای درون کربنادوها نیافته‌اند که نشان دهد مواد سطحی زمین پیش از تشکیل الماس به گوشته رسیده‌اند. بنابراین، ارتباط میان کربنادوها و برخوردهای کیهانی هنوز تنها یک فرضیه است. پژوهش فعلی بیشتر نشان می‌دهد که سطح براق این سنگ‌ها احتمالاً در مرحله‌ای بعد از تشکیل الماس و بر اثر واکنش با سیالات ایجاد شده است.