Một cặp kim cương được hình thành sâu hàng trăm km trong lớp manti mềm dẻo của Trái Đất vừa được phát hiện chứa các đông vật liệu hình thành trong những môi trường hóa học hoàn toàn đặc biệt — một sự kết hợp bất thường đến mức các nhà nghiên cứu nghĩ rằng là “hầu như không thể.” Sự hiện diện của các chất này cung cấp một cái nhìn sâu sắc về các diễn biến hóa học của manti và các phần ứng tạo ra kim cương.
Sự tồn tại “bất khả thi”
Hai mẫu kim cương này được tìm thấy trong một mỏ ở Nam Phi. Giống như nhiều loại đá quý khác, chúng chứa thứ gọi là bao thể (inclusions) — những mảnh đá nhỏ xíu xung quanh bị giữ lại khi kim cương hình thành. Những bao thể này hầu hết các thể kim hoàn ghét bỏ nhưng lại là một nguồn thông tin thú vị cho các nhà khoa học. Điều này đặc biệt đúng khi kim cương hình thành sâu trong manti không thể tiếp cận, vì chúng mang các bao thể này lên bề mặt mà không bị xáo trộn — đây là cách duy nhất để các khoáng chất đó có thể nổi lên hàng trăm km mà không bị thay đổi so với trạng thái ban đầu ở manti sâu.
Trong hai viên kim cương đặc biệt này, mỗi mẫu đều chứa các bao thể của các khoáng vật cacbonat giàu nguyên tử oxy (một trạng thái được gọi là bị oxy hóa) và hợp kim niken nghèo oxy (một trạng thái được gọi là bị khử, theo thuật ngữ hóa học). Giống như cách axit và bazơ ngay lập tức phản ứng để tạo thành nước và muối, các khoáng vật cacbonat bị oxy hóa và các kim loại bị khử không cùng tồn tại lâu. Thông thường, các bao thể kim cương chỉ cho thấy một trong hai, vì vậy sự hiện diện của cả hai đã làm Yaakov Weiss, một giảng viên cao cấp về khoa học Trái Đất tại Đại học Hebrew Jerusalem, và các đồng nghiệp của ông bối rối — đến mức ban đầu họ đã đặt các mẫu sang một bên trong một năm vì khó hiểu, ông nói.
Khi phân tích lại kim cương, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng các bao thể đã ghi lại một “khoảnh…