Нестер Корольов повертає ручку. Мікроскоп клацає. І ось воно. Крихітне зернятко мінералу, що сформувалося за сотні кілометрів під поверхнею, дивиться на нього у відповідь. Нестер ніколи раніше не бачив такої речі. І ніхто інший теж. Зазвичай матеріали із глибин Землі руйнуються на шляху. Але алмази – матеріал міцний. Вони укладають ці мінерали в свою структуру, зберігаючи їх у цілості та безпеці.
Це не просто вдала знахідка. Нові лазерні технології та рентгенівські методи змінили правила гри. Геологи, такі як Корольов з Американського музею природної історії, заглядають туди, куди раніше не міг дістатися ніхто. Один із дослідників назвав цей процес «вибухом» нових відкриттів у мантії — цьому шарі повільно поточних порід, що знаходиться між земною корою та ядром.
Ми спостерігаємо такі мінерали, як бреіт та гольдшмідтіт. Імена, дані на честь видатних вчених, що не дивно. Кожне нове відкриття додає ще один фрагмент у пазл. Гірські породи трансформуються під впливом температур і тиску. Це змушує нас переглядати уявлення про те, у яких кількостях усередині планети можуть зберігатися такі речовини, як вуглець чи водень.
Візьмемо, наприклад, “Бернвудіт”. Кристал, що зараз перебуває під об’єктивом мікроскопа Корольова. Це одна з двох нових знахідок, зроблених ним разом із його науковим керівником Кет Кисеєвою. Міжнародний мінералогічний союз офіційно визнав ці відкриття. Хоча оприлюднений бернвудіт поки не був. Можливо, меморандум ще друкують.
Що ж нам можуть розповісти ці крихітні вкраплення? Все.
Хімічні відмінності доводять, що матеріал переміщається ефективно: від поверхні до глибинної темряви і назад. Земля – це гігантська машина для змішування речовин. Без цього процесу мантія була б нудно однорідною. Натомість ми спостерігаємо різноманітність.
Розглянемо копиловит. Цей мінерал було знайдено в американському алмазі, здобутому у занедбаній шахті у штаті Вайомінг. Він існує у верхній мантії. На глибині кілька десятків кілометрів? Можливо. А може, й до двохсот кілометрів. У його складі присутні титан та калій. Ці елементи зазвичай зустрічаються у породах земної кори. Отже, копиловит, ймовірно, утворюється, коли осадові породи затягуються в мантію у процесі субдукції. Сейсмологи знають, що плити поринають на великі глибини. Але чи опади піднімаються на цьому «ліфті» вниз разом з ними? “Потрібно багато опадів”, – говорить Корольов. Він вважає, що вони виживають. Як мінімум, на такій глибині.
Ще одна невелика деталь. Копиловує рідкісний по-своєму. Усього три відсотки з усіх відомих мінералів названо на честь жінок. Той самий мінерал увічнює ім’я Маї Р. Копилової. Її батько, російський поет і фізик Герцен також згадають у назві.
Бернвудіт ж відбувається з набагато більших глибин. Він знайдений у бразильському алмазі. Цей мінерал утворюється під час розпаду іншого мінералу — давемавіта — у міру його підйому в перехідну зону. Глибина цієї зони складає від 410 до 660 км. Атоми перебудовуються хаотично. Тиск різко зростає. Наявність алюмінію у структурі передбачає, що матеріал земної кори якимось чином брав участь у процесах у нижній мантії.
Чи це можливо?
“Різноманітність більша, ніж ми думали”, – говорить Олівер Цаунер з Університету Невади в Лас-Вегасі (UNLV). Він не входив до дослідницької групи, але добре знає мінерали. Раніше їх просто не помічали. Тепер ми бачимо їх.
Кисєєва вже взялася за роботу. Вона має ще кандидатів на дослідження — алмази з новими вкрапленнями. “Ми продовжуємо”, – каже вона.
