Phát hiện khoáng vật bí ẩn trong kim cương Nam Phi

09:05 17/10/2019
Các nhà khoa học ước tính rằng khoáng sản hình thành ở độ sâu 105 dặm bên dưới bề mặt trái đất.


Một hạt đá duy nhất nằm trong một viên kim cương chứa một khoáng chất chưa từng thấy trước đây. Và chất mới này có thể tiết lộ các phản ứng hóa học bất thường xuất hiện ở độ sâu của lớp phủ - lớp Trái đất nằm giữa lớp vỏ và lõi ngoài của hành tinh.

Các nhà khoa học đã khai quật khoáng sản từ một địa điểm núi lửa ở Nam Phi được gọi là ống Koffiefontein. Tại đường ống này, người ta thu được những viên kim cương chứa lượng nhỏ các khoáng chất khác từ hàng trăm dặm bên dưới bề mặt của Trái đất. Ở một trong những viên đá lấp lánh, các nhà khoa học tìm thấy màu xanh lá cây, khoáng đục tối mà họ ước tính là hình thành khoảng 105 dặm (170 km) dưới lòng đất.

Họ đã đặt tên cho khoáng sản mới là "goldschmidtite" để vinh danh nhà hóa học nổi tiếng Victor Moritz Goldschmidt, theo nghiên cứu được công bố ngày 1-9 trên tạp chí American Mineralogist. Toàn bộ lớp vỏ Trái đất là khoảng 1.802 dặm (2.900 km) bề dày, theo National Geographic, làm cho vùng thấp nhất của lớp trở nên khó nghiên cứu đối với các nhà khoa học. 

Áp lực và sức nóng mãnh liệt ở lớp phủ phía trên biến đổi các mỏ carbon khiêm tốn thành những viên kim cương lấp lánh; các tảng đá bẫy các khoáng chất lớp phủ khác trong cấu trúc của chúng và có thể bị đẩy lên bề mặt hành tinh bởi các vụ phun trào núi lửa dưới lòng đất. Bằng cách phân tích các vùi khoáng chất trong kim cương, các nhà khoa học có thể xem qua các quá trình hóa học xảy ra ở bên dưới lớp vỏ.

Các tác giả nghiên cứu lưu ý rằng, đối với một khoáng vật lớp phủ, goldschmidtite có thành phần hóa học đặc biệt. 

"Goldschmidtite có nồng độ niobi, kali và các nguyên tố đất hiếm lanthanum và cerium, trong khi phần còn lại của lớp phủ bị chi phối bởi các nguyên tố khác, như magiê và sắt", đồng tác giả nghiên cứu Nicole Meyer, nghiên cứu sinh tại Đại học Alberta ở Canada, cho biết trong một tuyên bố. 

Kali và niobi chiếm phần lớn khoáng chất, có nghĩa là các nguyên tố tương đối hiếm được kết hợp với nhau và tập trung để tạo thành chất bất thường, mặc dù các nguyên tố lân cận khác có nhiều hơn, bà Meyer nói.

"Goldschmidtite rất bất thường khi đưa vào kim cương và cho chúng ta một bản chụp các quá trình chất lỏng ảnh hưởng đến rễ sâu của các lục địa trong quá trình hình thành kim cương", nhà hóa học mantle Graham Pearson, đồng giám sát của Meyer, cho biết. Khoáng sản kỳ lạ hiện nằm trong Bảo tàng Hoàng gia Ontario ở Toronto, bà Meyer nói với Live Science trong một email.

Chỉ có một hạt duy nhất của khoáng chất mới lạ này được tìm thấy, với toàn bộ khối lượng bên trong viên kim cương có kích thước chỉ 100 micromet (xấp xỉ chiều rộng của một sợi tóc).

Ngọc Bảo