زوج من الماس هذا شكل مئات من الكيلومترات في عمق الوشاح المرن للأرض يحتوي على بقع من المواد التي تتشكل في بيئات كيميائية معارضة تمامًا – وهو مزيج غير عادي لدرجة أن الباحثين اعتقدوا أن تعايشهم “شبه مستحيل”. يوفر وجود المواد نافذة في الأحداث الكيميائية على الوشاح والتفاعلات التي تشكل الماس.
تم العثور على عينتين من الماس في منجم جنوب إفريقيا. كما هو الحال مع الكثير من الأحجار الكريمة الثمينة الأخرى ، فإنها تحتوي على ما يسمى الادراج – أجزاء صغيرة من الصخور المحيطة التي تم التقاطها مع شكل الماس. هذه الادراج تعبئ من قبل معظم المجوهرات ولكنها مصدر مثير للمعلومات للعلماء. هذا صحيح بشكل خاص عندما تتشكل الماس في عمق الوشاح الذي لا يمكن الوصول إليه، نظرًا لأنهم يحملون هذه الادراج بشكل أساسي دون إزعاج على السطح-فإن الطريقة الوحيدة التي يمكن أن ترتفع بها تلك المعادن مئات الكيلومترات دون تغييرها من حالتها الأصلية العميقة.
تحتوي عينتين من الماس الجديدان على شوائب من معادن الكربونات الغنية بها الأكسجين الذرات (حالة تُعرف باسم المؤكسد) وسبائك النيكل الفقيرة للأكسجين (وهي حالة تُعرف باسم مخفضة ، في لغة الكيمياء). يشبه إلى حد كبير كيف يتفاعل الحمض والقاعدة على الفور لتشكيل الماء والملح ، ومعادن الكربونات المؤكسدة والمعادن المخفضة لا تتعايش لفترة طويلة. عادةً ما تُظهر شوائب الماس واحدة فقط أو أخرى ، وبالتالي فإن وجود كل من Yaakov Weiss المحير ، وهو محاضر كبير في علوم الأرض في جامعة القدس العبرية ، وزملاؤه – لدرجة أنهم وضعوا العينات في البداية لمدة عام في الارتباك.
ولكن عندما قاموا بتحليل الماس ، أدرك الباحثون أن الادراجات تلتقط لقطة من التفاعل التي جعلت الأحجار الفاتنة وتأكيدًا لأول مرة أن الماس يمكن أن يتشكل عندما يكون معادن الكربونات وتقليل المعادن في رد فعل الوشاح. العينات الجديدة هي المرة الأولى التي يرى فيها العلماء نقطة الوسط لهذا التفاعل الذي تم التقاطه في الماس الطبيعي.
يقول فايس ، المؤلف الأول للدراسة الجديدة التي تصف ، التي تم نشرها يوم الاثنين في الطبيعة الجيولوجي.
الاكتشاف له آثار على ما يكمن في الوسط الغامض في الوشاح. بينما تسافر بشكل أعمق إلى الأرض ، بعيدًا عن السطح ، تصبح الصخور والمعادن تقل بشكل متزايد ، مع توفر جزيئات الأكسجين أقل وأقل ، ولكن هناك القليل من الأدلة المباشرة على هذا التحول من الوشاح.
أعطت الحسابات النظرية للباحثين فكرة عن كيفية تحول الكوكب من المؤكسد إلى انخفاض مع العمق. تقول مايا كوبيلوفا ، أستاذة الأرض والمحيطات والعلوم الجوية في جامعة كولومبيا البريطانية ، التي لم تشر إلى الدراسة الجديدة ولكن التي كتبت أحد التحرير يرافق الصحيفة: “لقد عرفنا هذا التخفيض مع بعض البيانات التجريبية ، مع وجود عينات حقيقية ربما إلى 200 كيلومترات” ، والتي لم تشارك في الدراسة الجديدة ولكنها كتبت مقاللاً يرافق الورقة. “ما حدث أقل من 200 كم (كان) فكرتنا ، نماذجنا ، لأنه من الصعب للغاية الحصول على المواد.” وقالت إنه لا يوجد سوى عدد قليل من العينات من أسفل هذا العمق.
توفر هذه العينات الجديدة ، التي تأتي من 280 و 470 كم تحت سطح الأرض ، أول فحص للحقائق في العالم الحقيقي في كيمياء الوشاح النظري هذه. أحد النتائج ، كما يقول فايس ، هو أن المواد المذابة المؤكسدة موجودة أعمق من المتوقع. Kimberlites ، الصخور المنبثقة التي تجلب الماس إلى السطح، مؤكسد ، لذلك اعتقد الباحثون أنهم لا يستطيعون نشأ أقل بكثير من عمق 300 كم. لكن هذه النتائج تشير إلى أن الصخور المؤكسدة تحدث أعمق من ذلك – وبالتالي قد تكون صخور كيمبرليت.
من المحتمل أن تحدث تفاعلات تشكيل الماس عندما يتم سحب سوائل الكربونات لأسفل عن طريق إقلاع الألواح التكتونية ، والتي تجلب معادن الأكسجين الثقيلة على اتصال مع السبائك المعدنية في الوشاح ، كما يقول فايس. (طريقة أخرى يعتقد الكيميائيون أن الماس قد يتشكلون من خلال التبعية من السوائل الغنية بالكربون التي تبرد مع ارتفاعها إلى الأعلى في الوشاح ، مثل تبلور السكر من الشراب. لا تستبعد الورقة الجديدة تلك العملية أيضًا.)
قد تساعد الادراج الغنية بالنيكل أيضًا في توضيح حدوث غريب في بعض الماس: يبدو أن ذرات النيكل العرضية تحل محل الكربون لشبكة الشبكة البلورية لهذه الماس. يقول كوبيلوفا إن هذا كان لغزًا ، لأن النيكل أثقل بكثير من الكربون لدرجة أنه لا ينبغي أن يكون قادرًا على التبديل بسهولة في التركيب البلوري. وتقول: “الآن ، بالنظر إلى هذه البيانات ، أرى أنه قد يكون مجرد علامة على تكوين الماس على بعض الأعماق”. “سيكون ذلك مثيرًا للاهتمام للغاية للتحقيق في مزيد من التحقيق.”
تم نشر هذا المقال لأول مرة في العلمي الأمريكي. © Scientificamerican.com. جميع الحقوق محفوظة. اتبع Tiktok و Instagramو x و فيسبوك.
تنويه من موقع “بتوقيت بيروت”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.livescience.com
بتاريخ: 2025-09-26 17:02:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “بتوقيت بيروت”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
ظهرت المقالة تحتوي الماس المحير من منجم جنوب إفريقيا على كيمياء “شبه مستحيلة” أولاً على بتوقيت بيروت.
