الماسهای سیاه مرموز زمین؛ ردپایی از یک برخورد کیهانی باستانی
الماسهای سیاه و متخلخل موسوم به «کربونادو» سالهاست دانشمندان را با منشأ ناشناخته خود سردرگم کردهاند. اکنون پژوهشی جدید احتمال میدهد یک برخورد عظیم کیهانی در زمین جوان، با به حرکت درآوردن مواد غنی از کربن به اعماق سیاره، در شکلگیری این سنگهای عجیب نقش داشته باشد؛ هرچند این سناریو هنوز یک فرضیه است.
به گزارش سیناپرس، اگر در بستر رودخانهای قدیمی در برزیل با سنگی سیاه و براق مواجه شوید که درون آن پر از حفرههای ریز است، احتمالاً با یک الماس معمولی روبهرو نیستید. این سنگها که «کربونادو» نام دارند، مجموعهای فشرده از تعداد زیادی بلور کوچک الماس هستند و در برزیل و بخشهایی از آفریقای مرکزی یافت میشوند.
آنچه منشأ کربونادو را به معمایی دیرینه تبدیل کرده، این است که تاکنون سنگ اولیهای که این الماسها در آن شکل گرفتهاند، شناسایی نشده است. ساختار متخلخل و ترکیب پیچیده معدنی آنها نیز نشان میدهد که این سنگها احتمالاً مراحل مختلفی را در تاریخ زمین پشت سر گذاشتهاند.
در مطالعهای جدید، آتیلا دمِنی، پیتر نمث و همکارانشان نمونههایی از کربونادوهای سازند تومبادور برزیل را بررسی کردند. آنها ترکیب کربن موجود در نمونهها را اندازهگیری کردند و با استفاده از پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی، ساختار و مواد معدنی همراه این الماسها را مورد بررسی قرار دادند.
یکی از سرنخهای مهم، سطح شیشهای و براق برخی نمونهها بود. پیشتر این ویژگی با پوسته ذوبشده برخی شهابسنگها مقایسه شده بود و میتوانست این احتمال را مطرح کند که سطح سنگ در اثر یک برخورد شدید شکل گرفته باشد.
اما بررسی ساختار بلورها چنین نشانهای را تأیید نکرد. بلورهای عادی الماس در نزدیکی سطح ادامه داشتند و در نمونههای بررسیشده، ساختارهای میکروسکوپی مشخصه شوک ناشی از برخورد مشاهده نشد.
در عوض، پژوهشگران لایهای نازک از «آناتاز» ــ یکی از کانیهای دیاکسید تیتانیوم ــ را در برخی نمونهها یافتند. شواهد نشان میداد ابتدا این پوشش معدنی روی الماس شکل گرفته و سپس سیالاتی که در محیط حضور داشتهاند، بخشی از الماس و پوشش آن را حل کرده و سطحی صاف و براق ایجاد کردهاند. بنابراین، ظاهر شیشهای کربونادو احتمالاً مربوط به مرحلهای دیرتر از تاریخچه سنگ است، نه لحظه شکلگیری اولیه الماس.
کربن از سطح زمین به اعماق سیاره رفت؟
پژوهشگران برای بررسی منشأ کربن موجود در کربونادو، نسبت شکلهای مختلف کربن را نیز اندازهگیری کردند. در بیشتر نمونهها، این نسبتها شباهت زیادی به کربنی داشت که از بقایای موجودات زنده باستانی بهجا مانده است.
این یافته پرسش مهمی ایجاد میکند: اگر بخشی از کربن از مواد آلی سطح زمین آمده باشد، چگونه به عمقی رسیده که فشار لازم برای تشکیل الماس وجود دارد؟
پژوهشگران «فرورانش» را یکی از توضیحات احتمالی میدانند؛ فرایندی که طی آن مواد سطح زمین همراه با صفحات تکتونیکی به درون زمین فرو میروند. به گفته آنها، این فرایند باید نسبتاً سریع رخ داده باشد تا حفرههای متعدد موجود در کربونادو از بین نروند.
در مدل پیشنهادی مطالعه، یک برخورد عظیم در زمین جوان میتوانسته فرورانش سریع مواد غنی از کربن را تحریک کند. مواد آلی موجود در رسوبات سطحی در این سناریو به اعماق زمین منتقل شده و در گوشته، تحت فشار بسیار زیاد، بخشی از کربن آنها به الماس تبدیل شده است.
سپس ماگمایی که به سمت سطح حرکت میکرده، سنگهای حاوی الماس را شکسته و قطعات آنها را به نزدیکی سطح آورده است. در ادامه، کانیهای مختلف وارد حفرههای سنگ شدهاند و فرسایش، قطعات کربونادو را وارد رسوبات رودخانهای کرده است. سیالات نیز احتمالاً در مراحل بعدی سطح آنها را تغییر دادهاند.
با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که این مسیر هنوز بهطور قطعی اثبات نشده است. آنها تاکنون برخورد مشخصی را که بتوان آن را منشأ شکلگیری کربونادو دانست، شناسایی نکردهاند و در نمونههای بررسیشده نیز کانی محبوسی پیدا نشده که بهطور قطعی ورود مواد پوستهای به گوشته پیش از تشکیل الماس را ثابت کند.
به گفته پژوهشگران، یافتن چنین کانی یا شواهد مستقیمی میتواند آزمون مهمی برای این مدل باشد.
بنابراین، آنچه این مطالعه با اطمینان بیشتری نشان میدهد، ترتیب برخی رویدادهای ثبتشده در سطح کربونادو است: ابتدا پوشش آناتاز شکل گرفته و پس از آن، برهمکنش با سیالات احتمالاً به ایجاد سطح صاف و براق سنگ منجر شده است.
در مقابل، منشأ زیستی بخشی از کربن و نقش احتمالی برخورد کیهانی در انتقال این مواد به اعماق زمین، همچنان در حد فرضیههایی برای توضیح تاریخچه این الماسهای سیاه باقی ماندهاند.
مترجم:امیر بابایی
