British Crown Jewels에서 가장 큰 다이아몬드는 고대 해저의 조각일 수 있습니다. 이 조각은 행성 내부로 흘러내렸다가 다시 올라옵니다.
패키지는 일반 판지 상자에 도착했습니다. 그것은 단순히 런던 중심부에 있는 광산 판매 대리점인 S Neumann & Co에 전달되었으며 무게 는 파운드 (약 500g) 가 조금 넘습니다 . 그러나 이것은 평범한 화물이 아니었습니다.
1905년 4월, 3개월 전 남아프리카 공화국 프리미어 광산의 지표면 관리자가 지하 18피트(5.4m)에서 일상적인 검사를 마치고 있었는데, 그 때 위쪽의 거친 벽에 반사된 빛이 보였습니다. 그는 그것이 농담 으로 동료들에 의해 망치로 두들겨진 큰 유리 조각이라고 생각했습니다 . 만일의 경우를 대비하여 주머니칼이 나왔고, 조금 파헤친 후… 칼이 곧 부러졌습니다. 결국 그 암석은 성공적으로 제거되었고 거의 주먹만한 크기의 괴물 3,106.75캐럿 의 다이아몬드인 것으로 밝혀졌습니다 . 그것은 거대할 뿐만 아니라 비정상적으로 투명했습니다.
컬리넌은 지금까지 발견된 다이아몬드 중 가장 큰 것으로 알려지게 되었습니다. 그것이 연마되고 더 다루기 쉬운 몇 개의 돌로 쪼개 지면 , 그것이 산출하는 가장 큰 수정은 먼 은하에 있는 별의 차가운 빛처럼 빛날 것입니다. 결과적으로 이 돌인 Cullinan I은 때때로 아프리카의 위대한 별이라고 알려져 있습니다.
거의 120년이 지난 후에도 메가 다이아몬드는 잊혀지지 않았습니다. 늦은 엘리자베스 2세 여왕의 장례 행렬 동안 컬리넌의 후손 몇 명이 모나크의 관에 안치되어 그녀와 함께 탔습니다. 그들은 그녀가 왕실 금고로 내려갈 때만 제거되었습니다. 오늘날 이 거대한 보석은 일반적으로 런던 타워에 보관되고 국가 행사를 위해 가져오는 Crown Jewels의 일부이기 때문입니다. Cullinan I은 현재 British Sovereign's Sceptre에 거주하고 있으며 그 다음으로 큰 형제 Cullinan II는 임페리얼 스테이트 크라운에 내장되어 있습니다.
그러나 원석 다이아몬드가 재탄생되어 역사상 그 자리를 차지하려면 먼저 판매되어야 했으며 런던이 가장 유망한 장소로 선택되었습니다. 이것은 문제를 제기했습니다. 그런 귀중한 돌을 도난당하지 않고 어떻게 7,926마일(12,755km)을 운반할 수 있습니까?
결국, 귀중한 암석은 당시 3실링 또는 약 75 US 센트 (현재 약 £11.79 또는 US$13.79 )의 비용으로 요하네스버그에서 일반 등기 우편으로 보내졌습니다. 한편, 다이아몬드의 복제품은 증기선을 타고 런던으로 긴 항해를 했습니다. 그것은 선장의 금고 안에 눈에 띄게 배치되었고 경찰 탐정이 미끼로 지켰습니다. 놀랍게도 둘 다 목적지에 도착했습니다. 몇 년 동안 팔지 못한 이 다이아몬드는 이번에는 진짜 버전으로 Transvaal 정부에서 £150,000(현재 £20m 또는 US$22.5m)에 구입하여 에드워드 7세에게 선물했습니다.
그러나 크기와 투명성으로 전 세계적으로 유명하지만 이러한 특성은 우연이 아닙니다. Cullinan 은 "Clippir" 다이아몬드 로, 지금까지 발견된 가장 크고 가장 선명한 예 중 특별 범주에 속합니다. 그리고 눈에 보이는 것보다 더 많은 것이 있습니다.
그 모든 아름다움에도 불구하고, 다이아몬드는 정말로 깊은 지구의 파편입니다. 단순한 보석으로 위장한 흥미로운 지질학적 이상입니다. 이 기이한 암석은 다른 세계에서 온 캡슐입니다. 측량할 수 없는 압력, 소용돌이치는 녹색 암석, 파악하기 어려운 광물의 신비한 영역이 지구 표면 아래에 있습니다. 전 세계의 과학자들은 이 지역의 비밀을 밝히기 위해 수십 년 동안 다이아몬드를 연구해 왔습니다. 흥미롭게도 우리가 가장 소중하게 여기는 다이아몬드는 가장 특이한 이야기를 담고 있습니다. 사실, Cullinan과 같은 큰 암석은 지구 내부에 대한 우리의 이해를 변화시키고 있습니다.
흔하지 않은 기회
2020년 GIA(Gemological Institute of America)의 현미경 앞에 앉아 Evan Smith는 조심스럽게 손가락에 고무 장갑을 뻗고 기기의 렌즈를 들여다보았습니다. 그 아래에는 124캐럿의 놀라운 광채가 있는 호두만한 크기의 작은 나라만큼 가치가 있는 다이아몬드가 있었습니다.
이 시점에 도달하기 위해 Smith는 이미 거의 군사 수준의 보안을 탐색했습니다. 홍채 스캔과 신원 확인, 그 다음에는 잠긴 문, 안전한 엘리베이터, 신비한 제한된 복도가 차례로 이어졌습니다. 그가 일하는 동안 비디오 카메라는 감시하는 경비원에게 계속해서 방의 모습을 스트리밍했습니다.
GIA의 수석 연구원인 Smith는 다이아몬드에 내포물이 있는지, 어떤 조건에서 결정이 형성되었는지를 밝혀줄 수 있는 지구 내부의 화학적 히치하이커를 조사하고 있었습니다. 그러나 고가의 다이아몬드로 작업하는 것은 까다로운 일입니다. 일반적으로 연구자가 가장 큰 표본을 손에 넣는 것은 불가능합니다. 그들은 때때로 잠재적인 고객을 방문하기 위해 전 세계 를 비행합니다. 슬프게도 과학자는 아닙니다.
브리티시 컬럼비아 대학의 광물 탐사 교수인 마야 코필로바(Maya Kopylova)는 다이아몬드 샘플을 얻는 것이 어렵고 그녀가 작업한 대부분의 다이아몬드는 버려졌을 것이라고 말했습니다. "연구원은 회사와 좋은 관계를 유지해야 하며 귀중한 샘플을 제공하지 않습니다."라고 그녀는 말합니다. "따라서 그들은 우리에게 6mm(0.2인치) 이상의 크기의 다이아몬드를 제공하지 않을 것입니다."
그럼에도 불구하고 다이아몬드를 얻는 것은 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 먼저 Kopylova는 다이아몬드가 분류되는 높은 보안 시설을 방문하여 연구하려는 표본을 식별해야 합니다. 인수가 승인되면 서류 작업이 진행됩니다. 모든 다이아몬드는 출처를 증명하고 분쟁 또는 "혈액" 다이아몬드가 시장에 진입하는 것을 방지하는 데 도움이 되는 Kimberley Process 인증서와 함께 여행해야 합니다.
그러나 스미스의 상황은 다르다. GIA에서 그는 지구상에서 가장 큰 다이아몬드 컬렉션 중 하나를 이용할 수 있습니다. 수백만 개의 보석이 가치를 위해 보내져 보험에 가입하거나 판매할 수 있습니다. "희귀하고 특이한 것을 보고 싶다면 다이아몬드가 항상 이곳을 통과하기 때문에 이곳이 최적의 장소입니다."라고 Smith는 말합니다. "며칠에 한 번, 몇 시간, 하루 이틀 정도 다이아몬드를 빌려서 공부할 수도 있습니다."
몇 년 전에 이것은 정확히 Smith가 한 일입니다. 국제 과학자 팀과 함께 그는 컬리넌 다이아몬드와 같은 광산에서 나온 일부를 포함하여 가장 크고 투명하며 가장 비싼 53개를 무작정 요청 하여 현미경으로 보기 위해 실험실로 다시 가져갔습니다.
스미스가 발견한 것은 혁명적이었습니다. Clippir 다이아몬드의 거의 4분의 3에는 부식을 방지한 금속의 "내포물" 또는 작은 주머니가 포함되어 있으며, 나머지 15개에는 지구의 맨틀 내에서만 형성되는 일종의 가닛이 포함되어 있습니다. 용융 코어 위의 층.
이 내포물은 함께 다이아몬드가 발 밑에서 360km(224마일) 이상, 750km(466마일) 이하에서만 형성되었을 수 있다는 화학적 단서를 제공합니다. 이 골디락스 지대에서는 상층부에 풍부하게 존재하는 산소에 노출되지 않은 금속 개재물을 설명할 수 있을 만큼 깊으며, 하부 맨틀의 엄청난 압력으로 석류석 암석이 부서졌을 정도로 깊지 않습니다. 한편 일반 다이아몬드는 지각 아래에서 150-200km (93-124마일) 아래에서 생성됩니다.
2020년 연구 를 위해 GIA의 연구 개발 부사장인 Wuyi Wang과 함께 Smith는 124캐럿 다이아몬드를 분석하여 가능한 범위의 더 깊은 끝인 최소 660km(410마일) 아래에서 형성되었음을 발견했습니다. 지구의 표면.
깊은 곳에서
"지질학적 관점에서 볼 때 [일반적으로] 다이아몬드는 정말 이상한 광물입니다."라고 Smith는 말합니다. 우리 종들이 그것들을 너무도 매력적으로 여긴다는 사실을 알게 되었고, 우리는 매년 수천만 달러를 연구 프로젝트의 예산을 훨씬 초과하여 그것들을 찾는 데 투자합니다.
그리고 이러한 노력이 전쟁 과 식민화 에서 강의 경로 변경 , 희귀 서식지 파괴에 이르기까지 많은 파괴를 가져왔지만, 반짝이는 탄소 덩어리에 대한 우리의 열정이 없었다면 "우리는 이 이야기에 대해 전혀 몰랐을 것입니다. 우리가 그것들을 복구하고 연구할 수 없기 때문입니다."라고 Smith는 말합니다.
가장 평범한 다이아몬드조차도 암석 중에서 독특하며 다른 어떤 것보다 훨씬 더 깊게 형성됩니다. 지구 표면에서 더 아래에서 우리 행성으로 나온 것은 아무것도 없습니다. Kopylova는 "600km[373마일] 깊이에서 나오는 표면의 다른 물질은 전혀 없습니다."라고 말합니다. 우리에게 도달하는 마그마는 약 400킬로미터 아래에서 내려오지만, 표면에 변화 없이 도달하는 다이아몬드와 달리 이것은 녹은 암석입니다. Kopylova는 "그것은 원래 물질이 용융에 의해 영향을 받기 전에 무엇이 있었는지에 대한 불확실성을 추가합니다."라고 덧붙입니다.
실험실에서 자란 다이아몬드를 제외하고 지금까지 판매되거나 마모된 모든 다이아몬드는 최소 9억 9천만 년 전의 것으로, 스파게티 모양의 이상한 생명체 인 원시 조류가 이제 막 육지에 나타나기 시작 하던 시기에 형성된 것입니다. 그러나 일부는 최소한 32억 년 전에 처음으로 결정화되어 지구 전체 가 하나의 큰 바다였을 수 있는 진정으로 고대의 것 입니다. 육지나 대륙이 전혀 보이지 않는 소용돌이치는 푸른 구체였을 수도 있습니다.
다이아몬드가 일단 형성되면 표면으로 올라오기까지 일련의 예상 밖의 과정이 필요합니다. 첫째, 맨틀에서 과열된 암석의 자연적인 움직임은 아마도 핵의 가장자리에서 상부 맨틀까지 수천 킬로미터를 뻗을 수 있는 거대한 "기둥"의 일부로서 수억 년에 걸쳐 표면에 더 가까워지게 합니다. .
그런 다음 다이아몬드는 적절한 시간에 적절한 장소에 있어야 하며 마그마에서 폭발해야 합니다. Smith는 "[용해된 액체]는 다양한 위치에서 다이아몬드를 모아서 혼합했습니다."라고 말합니다. 이 다이아몬드 반점이 있는 마그마는 수백만 년 후에 보석이 발견될 수 있는 지구의 지각, 특히 킴벌라이트라고 불리는 암석으로 굳어집니다.
1980년대로 돌아가서 지질학자들은 일부 다이아몬드가 다른 다이아몬드와 다르게 보인다는 사실을 알아차리기 시작했습니다. 때로는 다이아몬드가 일반 다이아몬드보다 높은 압력에서 형성되었음을 암시할 수 있는 광물이 포함되어 있습니다 (자세한 내용은 나중에 설명). "우리는 일부 다이아몬드가 실제로 다른 다이아몬드보다 더 깊게 형성될 수 있는지 궁금해하기 시작했습니다."라고 Smith는 말합니다.
비슷한 시기에 그들은 수수께끼 같은 패턴을 발견했습니다. I형이라고 하는 대부분의 다이아몬드는 결정 구조에 영향을 미치고 옅은 노란색이나 갈색을 가미할 수 있는 상당한 양의 질소를 함유하고 있습니다 . 그러나 때때로 다이아몬드에는 이 원소의 흔적이 거의 감지되지 않습니다. 이들은 유형 II 다이아몬드이며, 가장 큰 다이아몬드를 제외하고는 이러한 현상이 극히 드뭅니다.
Smith는 "그들을 구별하는 것은 단순히 크기가 크다는 것이 아닙니다. "Cullinan과 같은 이 크고 고품질의 [유형 II] 다이아몬드를 보면 뭔가 이상한 것이 밝혀졌습니다. 따라서 이 범주에 속하지 않으면 매우 희귀해야 하는 범주에 속할 가능성이 더 높아집니다. 그래서 이것은 일종의 오랜 미스터리였습니다."
결국 과학자들은 일부 다이아몬드가 "매우 깊은" 다이아몬드임을 발견하고 가장 가능성이 높은 소수의 광산을 식별했습니다. 여기에는 남아프리카의 컬리넌 광산과 인근 왕국 레소토의 레셍 광산이 포함되어 있습니다. 표본 유래.
그러나 수십 년 동안 지구 깊숙한 곳에서 발견된 대부분의 다이아몬드는 작고 특별히 가치가 없었습니다. 크고 값 비싼 다이아몬드를 연구하는 것은 항상 까다 롭습니다. 아무도이 범주에 들어갈 수 있는지 확인하지 못했습니다. Smith는 "우리는 그것들을 보석의 품질이 될 수 있는 것으로 생각한 적이 없습니다. 우리가 매우 깊은 다이아몬드를 착용하거나 크라운이나 셉터 또는 그와 유사한 것에 두는 것입니다."라고 말합니다.
Smith의 2020년 연구에서 최종 결정체는 1879년에 지구에 부딪힌 45억 년 된 운석에서 발견된 6년 전에 처음으로 발견된 찾기 힘든 광물이었습니다.
고대의 외계 암석은 한때 훨씬 더 큰 천체인 소행성의 일부였으며 격변적인 충돌 중에 부서진 것으로 생각됩니다. 이 과정에서 지구 내에서 발견되는 것과 유사한 엄청나게 높은 압력을 경험했습니다.
알려진 대로 Tenham 운석은 떨어지면서 부서져 호주 퀸즐랜드 전역에 파편이 흩어졌습니다. 그 중 많은 부분이 수집되어 결국 지질학자의 미망인 이 런던의 대영 박물관에 기증했습니다 . 143년이 지난 지금, 그 파편들은 특히 우리 행성의 내부에 대해 무엇을 말해줄 수 있는지에 대해 광범위하게 연구되었습니다.
그리고 2014년에 과학자들은 이 외계 암석 중 하나 에서 광물 브리지마나이트 를 흘끗 보았습니다. 그것은 지구상에서 가장 풍부한 물질이지만 지구의 용융 코어 위의 맨틀 하부 층에서 발견되는 고압에서만 존재할 수 있습니다. 많은 고압 광물과 마찬가지로 표면에 도달하면 부서지며 이것은 처음으로 목격되었습니다.
놀랍게도 Smith가 연구한 124캐럿의 보석에는 바로 이 광물이 포함되어 있습니다. 그러나 분해된 형태로 – 심지어 다이아몬드 내부에서도 일반적으로 위로 올라가는 여정에서 살아남지 못합니다. 이것은 반짝이는 암석이 해수면보다 최소 240,000배 의 압력에서 하부 맨틀 내에 형성되었음을 시사합니다 . 이는 바다의 가장 깊은 곳인 마리아나 해구 의 240배에 달하는 압력 입니다.
그러나 이 모든 것이 왜 슈퍼 딥 다이아몬드를 그렇게 다르게 만드는 것일까요? 그리고 그들이 만든 숨겨진 세계에 대해 무엇을 말할 수 있습니까?
고대 탄소
Smith에 따르면, 세계에서 가장 크고 가장 가치 있는 다이아몬드의 특이한 특성은 모두 다이아몬드가 형성되는 방식에 달려 있습니다.
일반 다이아몬드의 기원조차도 여전히 다소 미스터리하지만, 생명을 유체로 시작하는 것으로 생각됩니다. 아마도 해양판이 가라앉으면서 지하 깊숙이 갇힌 고대 바닷물 일 가능성이 큽니다. 여하튼, 아마도 온도나 압력의 급격한 변화로 인해 이 미네랄이 풍부한 물은 내부에 용해된 탄소를 거부하여 침전됩니다. 그리고 지구의 지각 아래에 있는 엄청난 압력 하에서 탄소는 다이아몬드로 결정화됩니다.
그러나 Cullinan과 같은 매우 깊은 다이아몬드는 다릅니다. 물 속에서 시작하는 대신, 이들은 행성 내부에서 훨씬 아래에 있는 액체 금속에 용해된 탄소로 생명을 시작합니다. "그것은 황과 탄소가 용해된 용융 철 니켈 합금과 같습니다."라고 Smith는 말합니다. "따라서 그것은 완전히 다른 종류의 유체이지만 여전히 탄소 유체입니다. 화학적 또는 온도 변화를 겪고 있으며 탄소가 결정화되는 원인이 됩니다." 이 경우 초기 유체에는 질소가 더 적게 포함되어 있으므로 이 요소가 거의 남지 않고 결과적으로 더 투명해집니다.
요컨대, Clippir 다이아몬드는 어떻게 든 놀라운 비율로 성장한 일반 다이아몬드가 아니라 근본적으로 다릅니다. 사실, 비할 데 없는 크기와 투명도는 독특한 형태의 직접적인 결과입니다. 그리고 그들의 발견 이후, 매우 깊은 다이아몬드는 우리 행성의 가장 밀접하게 보호된 비밀의 일부를 드러냈습니다.
Smith는 "그들이 [슈퍼 딥 다이아몬드]가 우리에게 알려주는 가장 큰 것은 섭입 과정이라고 생각합니다. 해양 지각판이 지구로 가라앉을 때입니다."라고 Smith는 말합니다.
이것은 우리 모두가 학교 수업에서 배우는 현상입니다. 지구는 7개의 지각판으로 분할되어 표면에 "떠다니고" 서로 마찰할 때 지진을 발생시키고 천천히 조금씩 떨어져 화산을 형성하며 결정적으로 결정적으로 , 때때로 서로 아래로 미끄러지며 다시는 볼 수 없습니다.
그러나 과학자들은 이 사라지고 섭입하는 판(보통 더 무겁고 해양에 있는 판)이 결국에는 맨틀 하부로 흘러내리는 것으로 오랫동안 의심해 왔지만 이것은 결코 확인되지 않았습니다. "화산에 가서 '네, 이 마그마는 지구에서 나옵니다'라고 말할 수도 있고, 바다의 확산 중심에 가서 새로운 지각이 형성되는 것을 볼 수도 있습니다...그러나 그 반대로 해서 말하기는 정말 어렵습니다. 지구에 무슨 일이?" 스미스는 말한다.
매우 깊은 다이아몬드는 중요한 단서를 제공할 수 있습니다. 놀랍게도, 이 사라진 지각판이 그 구성 요소일 수 있기 때문입니다. "그래서 우리는 다이아몬드가 본질적으로 하부 맨틀까지 내려온 해양 지각의 조각처럼 보이는 것을 보았습니다."라고 Smith는 말합니다. "이 다이아몬드는 이 과정이 물리적으로 사실임을 물리적으로 말하고 있습니다."
우리 행성의 내부에 있는 해양판에 어떤 일이 일어나는지 확인하는 것 외에도, 매우 깊은 다이아몬드는 맨틀 하부에서 찾을 수 있는 것들에 대해서도 알려줍니다. 시작하려면 탄소가 있어야 합니다. 그렇지 않으면 다이아몬드가 존재하지 않을 것입니다. 그러나 2021년에 브라질 후이나(Juína)에서 매우 깊은 다이아몬드가 발견되면서 전체 "바다"가 물 이 될 수도 있음을 암시했습니다 .
다이아몬드는 상부 맨틀의 대부분을 구성하는 녹색 암석인 감람석의 고압 형태인 생생한 청색 광물인 함수 링우다이트(ringwoodite) 주머니를 포함하고 있습니다. 현미경으로 보면 작은 남색 유리 조각처럼 보이며 이 유형에는 약 2.5%의 수분이 포함되어 있습니다.
수년 동안 과학자들은 강, 빙상, 호수 및 바다와 같은 지구 표면의 모든 물이 궁극적으로 맨틀에서 나온다고 믿었습니다. 그러나 감람석이 물을 잘 저장하지 않기 때문에 정확히 어디에 저장할 수 있는지에 대해서는 논쟁의 여지가 있습니다. 그러나, 물에 포화된 링우다이트의 발견은 그것이 많은 초심도 다이아몬드가 형성되는 동일한 지역에서 더 낮은 곳에 저장되어 있음을 시사합니다.
과학자들이 그것에 대해 더 많이 알게 될수록, 슈퍼 딥 다이아몬드가 금전적으로만 특별한 가치가 없다는 것이 더 분명해집니다. 다이아몬드가 없었다면 지구 내부의 많은 과정이 보이지 않게 숨겨져 있었을 것입니다.
Smith는 "현미경으로 무언가를 자세히 조사하려고 할 때 확실히 놀라운 요소가 있지만 처리 중인 물체가 수백만 달러의 가치가 있다는 생각이 마음 한구석에 있습니다."라고 말합니다. "그리고 제 말은, 이런 것들 중 일부를 보고 '아, 우리가 이것을 열거나 더 자세히 연구할 수 있다면 얼마나 좋을까? sample'… 하지만 그렇게 귀중한 보석이기 때문에 할 수 없습니다. 일종의 이상한 이중성이 있습니다."
다이아몬드를 부수는 것은 일반적으로 눈살을 찌푸리게 하기 때문에, Smith는 덜 파괴적이지만 덜 급진적이긴 하지만 다이아몬드를 거친 형태로 남겨두는 대안을 갈망하지 않을 수 없습니다. 암석이 지구에서 나올 때, 암석은 울퉁불퉁하고 흐리고 거칠며 절단 및 연마 후에 얻은 반짝임이 전혀 없습니다. 그러나 여러분이 보는 표면은 지하에서의 모험의 역사처럼 읽힙니다.
"다이아몬드는 마그마에 의해 화학적으로 에칭될 수 있으며, 결국에는 이렇게 특이한 모양과 복잡한 특징을 갖게 됩니다. 수백만 년에 걸쳐 이 모든 다른 힘에 의해 조각된 자연 표면입니다. 그것은 독특하고 많은 것을 봅니다. 그 아름다움의."
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