Команда также разработала новую связанную теорию о том, как алмазы образуются в мантии Земли.
В течение десятилетий ученые мало понимали, как углерод ведет себя глубоко под поверхностью Земли, хотя они все больше и больше узнавали о жизненно важной роли этого элемента в коре планеты. Используя модель, созданную геохимиком Джона Хопкинса Дмитрием Сверженски, он, Винченцо Стагно из Института Карнеги в Вашингтоне и Фанг Хуанг, аспирант Джона Хопкинса, стали первыми, кто подсчитал, сколько углерода и какие типы существуют во флюидах на глубине 100 миль ниже. Поверхность Земли при температуре до 2100 градусов по Фаренгейту.
В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature Geoscience, Сверженски и его команда демонстрируют, что помимо углекислого газа и метана, уже задокументированных глубоко в зонах субдукции, существует большое количество разновидностей органического углерода, которые могут вызвать образование алмазов и алмазов. возможно даже стать пищей для микробной жизни.
«Это очень захватывающая возможность, что эти глубокие жидкости могут транспортировать строительные блоки для жизни на мелководье Земли», — сказал Сверженски, профессор кафедры наук о Земле и планетах. "Это может быть ключом к происхождению самой жизни."
Теоретическая модель Сверженского, названная моделью глубинных вод Земли, позволила команде определить химический состав жидкостей в мантии Земли, вытесненных из нисходящих тектонических плит.
Некоторые из флюидов, находящиеся в равновесии с минералами мантийного перидотита, содержат ожидаемые углекислый газ и метан. Но другие, находящиеся в равновесии с алмазами и эклогитовыми минералами, содержали растворенные органические углеродные частицы, включая уксусоподобную уксусную кислоту.
Эти высокие концентрации растворенных видов углерода, ранее неизвестные на больших глубинах Земли, предполагают, что они помогают переправлять большие количества углерода из зоны субдукции в вышележащий клин мантии, где они, вероятно, изменят мантию и повлияют на круговорот элементов обратно. в атмосферу Земли.
Команда также предположила, что эти мантийные флюиды с растворенными видами органического углерода могут создавать алмазы ранее неизвестным способом. Ученые долгое время считали, что образование алмаза происходит в результате химических реакций, начинающихся с диоксида углерода или метана. Органические виды предлагают широкий спектр различных исходных материалов и совершенно новый подход к созданию драгоценных камней.
Исследование является частью 10-летнего глобального проекта по дальнейшему пониманию углерода на Земле под названием Deep Carbon Observatory. Работа финансируется Альфредом П. Фонд Слоуна.