Berlian terbaik memiliki akar yang paling dalam

Inklusi secara mengejutkan mengandung asal-usul berlian biru tua di mantel bawah

Berlian berkilau kebiruan tipe IIb adalah yang paling berharga - dan paling membingungkan. Atom boron tertanam memberi mereka warna kebiruan. © Robison McMurtry / GIA
membacakan

Harta karun dari dalam: Berlian yang paling berharga memiliki asal yang sangat dalam. Karena berlian IIb berkilau kebiruan ini dibuat lebih dari 660 kilometer dan dengan demikian di mantel bawah, seperti yang dilaporkan para peneliti dalam jurnal "Nature". Menarik juga: Boron, yang memberikan berlian ini kilau kebiruan, dibawa oleh lempeng bumi samudera yang tenang ke kedalaman ini.

Betapapun berharganya dan sekonsisten intan, begitu membingungkan masih ada beberapa aspek dari kreasi mereka. Satu hal yang jelas: kebanyakan dari mereka terbentuk pada kedalaman sekitar 150 hingga 200 kilometer ketika karbon terkompresi di bawah tekanan tinggi dan panas tinggi. Bagaimanapun, sekitar sepuluh kuadriliun ton permata ini masih bisa disembunyikan jauh di bawah kaki kita.

Yang terbesar adalah yang paling membingungkan

Tetapi dari semua berlian yang paling berharga dan terbesar di dunia tidak cocok dengan skema yang biasa. Ini disebut Tipe IIb berlian dibedakan oleh kemurnian khusus mereka dan kilau agak kebiruan yang atom-atom boron tertanam dalam karbon yang diberikan kepada mereka. Harta langka ini mencakup hanya 0, 02 persen dari semua berlian yang ditemukan sebelumnya - termasuk Hope Diamond dan Cullinan yang terkenal.

Namun, membingungkan bahwa boron, yang memberikan batu permata ini warna kebiruannya, berlimpah di kerak bumi tetapi nyaris tidak ada di mantel bumi. Namun, pada saat yang sama, pada tahun 2016 sebuah studi tentang inklusi logam pada berlian-berlian ini mengungkapkan bahwa itu adalah yang terbesar dari mereka yang harus dibuat secara khusus jauh di dalam mantel. Tetapi bagaimana boron masuk ke dalam struktur kristalnya?

Berlian biru ini memiliki inklusi gelap mineral Ferroperiklas Evan M. Smith / GIA

Cari inklusi

Untuk menyelesaikan teka-teki ini, Evan Smith dari Institut Permata Amerika New York dan rekan-rekannya kini telah menganalisis 46 berlian Tipe IIb. Mereka dipajang selama lebih dari dua tahun

Institute adalah tanah dan karenanya dapat diperiksa oleh para peneliti. "Sangat sulit untuk mendapatkan akses ke jenis intan ini untuk tujuan ilmiah karena sangat berharga, " jelas Smith.

Selain itu, kristal karbon murni melarutkan sedikit tentang asal usul berlian. Indikasi di mana dan bagaimana batu permata itu dibuat hanya ditemukan dalam inklusi kecil berlian, dan ini sangat langka dalam berlian Tipe IIb yang berharga. Tetapi para peneliti beruntung: mereka dapat menemukan inklusi tersebut dalam sampel mereka dan menganalisisnya menggunakan spektroskopi Raman.

Berasal dari mantel bawah

Hasilnya: "Inklusi ini berbeda secara signifikan dari mineral yang ditemukan dalam berlian biasa dari krat fosfat, " lapor Smith dan rekan-rekannya. Untuk butiran kecil sebagian besar terdiri dari produk konversi mineral yang hanya ditemukan di lapisan dalam mantel, termasuk Bridgmanite dan Perovskite.

Pabrik penggergajian Tipe IIb dibuat di bawah zona transisi ke mantel bawah. domain publik

Beberapa butir mineral juga menunjukkan jejak kompresi di bawah tekanan ekstrem empat hingga sembilan gigapascal, lapor para peneliti. Kondisi tekanan seperti itu hanya berlaku di mantel bawah.

Tetapi ini berarti bahwa berlian Tipe IIb yang sangat berharga ini pasti telah terbentuk di bawah zona transisi dari mantel atas ke bawah setidaknya sedalam 660 kilometer. Asalnya hampir empat kali lebih rendah dari kebanyakan berlian "normal" lainnya. "Berlian tipe IIb adalah salah satu berlian terdalam yang pernah ditemukan, " kata Smith dan rekan-rekannya.

Subduksi sebagai transporter boron

Tetapi jika berlian ini terbentuk begitu dalam di mantel, bagaimana elemen kerak boron masuk ke dalam struktur kristalnya? Juga, inklusi memberikan jawaban. Di dalamnya, para ilmuwan menemukan mineral, yang biasanya terjadi di batuan basal kerak samudera. Sepanjang zona subduksi, bagian kerak ini ditekan ke kedalaman dan sebagian meleleh. Anda bisa menyelam ke mantel bawah.

Hal yang menarik tentang itu: Dibangun di dalam mineral yang kaya air dari bagian kerak samudera ini, unsur boron rupanya juga menembus ke kedalaman mantel - dan dengan demikian ke dalam zona pembentukan berlian Tipe IIb. "Pembentukan berlian biru melibatkan jalur geokimia yang memanjang dari kerak ke mantel yang lebih rendah, " para peneliti menjelaskan. (Alam, 2018; doi: 10.1038 / s41586-018-0334-5)

(Carnegie Institution for Science, 02.08.2018 - NPO)