Yerkürenin Elmaslarda Gizli Tarihi

Lifli elmas. Görsel: Yaakov Weiss

Lifli elmaslar olarak adlandırılan bulanık sarı renkli elmaslar, görüntüleri nedeniyle, ziynet eşyası olarak kullanılmaya uygun değildir. Peki bu elmasların içine hapsolmuş sıvıların, yerkürenin derinliklerinde meydana gelen değişimlerin kaydını tuttuğunu biliyor muydunuz?
Bilinen en sert malzemelerden biri olan elmaslar karbon atomlarından oluşur. Elmasların yapısındaki her bir karbon atomu kendisine en yakın dört karbon atomuyla düzgün dört yüzlü oluşturacak şekilde kovalent bağlar kurar. Mantodaki yüksek basınç altında oluşan elmaslar, “kimberlit” olarak adlandırılan özel bir tür magma içinde volkanik etkinlikler sırasında yeryüzüne taşınır.

Volkanik patlamalar sırasında Dünya’nın derinliklerinden yeryüzüne taşınan kayaçlar ve mineraller büyük yapısal değişimlere uğrar. Elmaslar ise bu durumun bir istisnasıdır. Volkanik etkinliklerin yeryüzüne taşıdığı elmasların bugünkü yapısı, mantonun derinliklerinde ilk oluştukları ortamdakiyle hemen hemen aynıdır. Bu durum, elmasların oluştukları ortamın o tarihlerdeki koşulları hakkında bilgi taşıdığı anlamına gelir.

Lifli elmasların içinde ufak hazneler içinde hapsolmuş sıvılar vardır. Elmasın ilk oluştuğu zamanlarda bu sıvıların içinde radyoaktif uranyum ve toryum da bulunur. Uranyum ve toryum zaman içinde alfa ışıması yaparak başka maddelere dönüşür. 

Yerkürenin derinliklerinde oluşan elmaslar “kimberlit” olarak adlandırılan bir tür magmayla beraber volkanik etkinlikler sırasında yeryüzüne taşınır.

Alfa ışıması sırasında çekirdekten atılan alfa parçacıkları aslında helyum atomu çekirdekleridir. Dolayısıyla elmaslardaki sıvıların içinde bulunan helyum miktarına bakılarak elmasların hangi tarihte oluştuğu hesaplanabilir. Ancak elmaslardaki sıvılarda bulunan uranyum ve toryumun bozunması sonucu ortaya çıkan helyum zamanla dışarı sızar. Bu yüzden helyum miktarı üzerinden bir elmasın oluşum tarihinin hesaplanabilmesi için helyumun hangi hızla elmasın dışına sızdığının da bilinmesi gerekir.

Bugüne kadar helyumun elmastan hangi hızla dışarı sızdığı bilinmiyordu. Ancak Kudüs’teki İbrani Üniversitesinden Yaakov Weiss ve arkadaşları, Güney Afrika’da bulunan çeşitli lifli elmasların içindeki sıvıları incelemişler. Araştırmacılar bozunma süreçlerini modellemiş ve bu elmasların oluştuğu zamanların yanı sıra oluştuğu bölgeler hakkında başka kaynaklardan elde edilen bilgileri kullanarak helyumun elmaslardan sızma hızını hesaplamışlar. 

Detayları Nature Communications’ta yayımlanan çalışma sayesinde, herhangi bir elmasın oluşum tarihini hesaplamak ve oluştuğu bölgenin o zamanlardaki bileşimi hakkında bilgi edinmek mümkün hâle geldi. Böylece aynı bölgede farklı zamanda oluşmuş elmaslar incelenerek yerkürenin derinlerinde zaman içinde meydana gelen yapısal değişiklikler de tespit edilebilecek.