Нестер Королёв поворачивает ручку. Микроскоп щёлкает. И вот оно. Крошечное зернышко минерала, сформировавшееся за сотни километров под поверхностью, смотрит на него в ответ. Нестер никогда прежде не видел подобной вещи. И никто другой тоже. Обычно материалы из глубин Земли разрушаются по пути наверх. Но алмазы — материал прочный. Они заключают эти минералы в свою структуру, сохраняя их в целости и сохранности.
Это не просто удачная находка. Новые лазерные технологии и рентгеновские методы изменили правила игры. Геологи, такие как Королёв из Американского музея естественной истории, заглядывают туда, куда раньше не мог добраться никто. Один из исследователей назвал этот процесс «взрывом» новых открытий в мантии — этом слое медленно текущих пород, находящемся между земной корой и ядром.
Мы наблюдаем такие минералы, как бреит и гольдшмидтит. Имена, данные в честь выдающихся учёных, что неудивительно. Каждое новое открытие добавляет ещё один фрагмент в паззл. Горные породы трансформируются под воздействием高温 и давления. Это заставляет нас пересматривать представления о том, в каких количествах внутри планеты могут храниться такие вещества, как углерод или водород.
Возьмём, к примеру, бернвудит. Кристалл, который сейчас находится под объективом микроскопа Королёва. Это одна из двух новых находок, сделанных им вместе с его научным руководителем Кэт Кисеевой. Международный минералогический союз официально признал эти открытия. Хотя обнародован бернвудит пока не был. Возможно, меморандум ещё печатают.
Что же нам могут рассказать эти крошечные вкрапления? Всё.
Химические различия доказывают, что материал перемещается эффективно: от поверхности в глубинную тьму и обратно. Земля — это гигантская машина для смешивания веществ. Без этого процесса мантия была бы скучно однородной. Вместо этого мы наблюдаем разнообразие.
Рассмотрим копыловит. Этот минерал был найден в американском алмазе, добытом в заброшенной шахте в штате Вайоминг. Он существует в верхней мантии. На глубине несколько десятков километров? Возможно. А может быть, и до двухсот километров. В его составе присутствуют титан и калий. Эти элементы обычно встречаются в породах земной коры. Следовательно, копыловит, вероятно, образуется, когда осадочные породы затягиваются в мантию в процессе субдукции. Сейсмологи знают, что плиты погружаются на большие глубины. Но поднимаются ли осадки на этом «лифте» вниз вместе с ними? «Нужно много осадков», — говорит Королёв. Он считает, что они выживают. Как минимум, на такой глубине.
Ещё одна небольшая деталь. Копыловит редок по-своему. Всего три процента из всех известных минералов названы в честь женщин. Этот же минерал увековечивает имя Маи Г. Копыловой. Её отец, русский поэт и физик Герцен, также упомянут в названии.
Бернвудит же происходит с гораздо больших глубин. Он найден в бразильском алмазе. Этот минерал образуется при распаде другого минерала — давемавита — по мере его подъёма в переходную зону. Глубина этой зоны составляет от 410 до 660 километров. Атомы перестраиваются хаотично. Давление резко возрастает. Наличие алюминия в структуре предполагает, что материал земной коры каким-то образом участвовал в процессах в нижней мантии.
Возможно ли это?
«Разнообразие больше, чем мы думали», — говорит Оливер Цаунер из Университета Невады в Лас-Вегасе (UNLV). Он не входил в исследовательскую группу, но хорошо знает минералы. Ранее их просто не замечали. Теперь же мы видим их.
Кисеева уже принялась за работу. У неё есть ещё кандидаты на исследование — алмазы с новыми вкраплениями. «Мы продолжаем», — говорит она.
