«Углерод — это, возможно, самый важный элемент на нашей планете, — выступая на днях в Вашингтоне на масштабной конференции AAAS 2011, заявил минералог Роберт Хэйзен (Robert Hazen), — Но до сих пор мы совершенно игнорировали его судьбу в глубоких слоях под поверхностью Земли».
Алмазные недра: Земная обсерватория
Масштабный международный проект Deep Carbon Observatory – не обсерватория, смотрящая ввысь, а ряд экспериментов, которые помогут нам заглянуть внутрь Земли и разрешить многие тайны, связанные с существованием углерода на нашей планете. В числе их – и механизмы образования самых крупных алмазов.
Хэйзен рассказывал не о предполагаемом путешествии к центру Земли, на манер героев Жюля Верна, а о международном проекте Deep Carbon Observatory, задачей которого должно стать изучение круговорота углерода в недрах планеты, на глубине в тысячи километров под нашими ногами. «Что происходит (с углеродом) в мантии? Что в ядре? — сказал Хэйзен, — Мы практически ничего не знаем... Мы не знаем, сколько углерода вообще на планете».
«Мы не знаем условий, при которых идет образование алмазов. В редчайших случаях мы находим алмазы размерами с картофелину — но откуда они взялись и как сформировались?» — продолжал ученый. Считается, что они поднимаются из глубин более 100 км, не переходя в форму графита. «В этом случае, — полагает Хэйзен, — весь процесс должен занимать буквально один час. Как такое возможно?»
Конечно, одними алмазами исследования никак не ограничатся. Проект Deep Carbon Observatory должен охватить массу аспектов существования и превращений углерода на нашей планете, в том числе и в составе такого мощного парникового газа, как метан. Ведь и по этому вопросу наши знания крайне скудны. По словам Хэйзена, «мы не знаем, сколько метана скрывается под океанским дном, не знаем его оборота».
Другие вопросы и задачи требуют «погружаться» еще глубже, к самому ядру нашей планеты. Конечно, по современным данным, оно состоит почти полностью из железа и никеля. Но, по некоторым данным, масса его несколько ниже, чем можно было бы ожидать. Ученые подозревают наличие в нем некоторых примесей — углерод может быть одной из них. Кроме того, в рамках Deep Carbon Observatory должны быть исследованы и совершенно экзотические формы углерода — такие, как полимерный диоксид, который может встречаться в мантии, в условиях огромного давления.
Разумеется, пробурить подходящую скважину сегодня совершенно нереально, и ученые намерены ограничиться экспериментами и замерами на поверхности Земли и неглубоко под нею. Основным инструментом должна стать камера высокого давления с алмазными наковальнями, в которой будут с достаточной точностью воспроизведены условия давления и температуры, существующие в недрах планеты. Пучок нейтронов позволит смоделировать течения жидкостей сквозь расплавленную каменную породу. Будут проведены и масштабные сейсмологические наблюдения вулканов и активных регионов по всей планете, планируются опыты и с микроорганизмами, способными существовать при высоких температурах и давлении. В общей сложности работы по проекту Deep Carbon Observatory займут около 10-ти лет.
Читайте также о невероятных размерах алмазах, которые могут встречаться — увы — не на Земле, а на далеких просторах Вселенной: «Триллионы карат».
По публикации ScienceNOW
