Bezbarwne i przezroczyste lub brązowawe i mętne diamenty wypełniają w granacie niewielkie pustki o kształcie zarysów kryształów, kropli lub owali. Wszystkie mierzą poniżej 10 mikrometrów.

"Po kilkunastu tygodniach ślęczenia nad mikroskopem znaleźliśmy zaledwie kilka takich mikrodiamentów" - opowiada jeden z autorów badań i publikacji, profesor Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Maciej Manecki. Odkrycia dokonano w Laboratorium Badań Fazowych, Strukturalnych, Teksturalnych i Geochemicznych na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH. Pozostałe diamenty, w sumie 10, znaleziono w innych ośrodkach na świecie, potwierdzając odkrycie z AGH.

"Zwykle takie mikroskopijne minerały znajdowane są w niewielkich próbkach, preparatach mikroskopowych o wymiarach ok. 2 na 3 cm. Te znalezione przez nas stanowią wrostki w minerałach zwanych granatami. W przypadku tych skał, granaty zawierają wrostki jedynie w jądrach. Obwódki są ich pozbawione, co świadczy o tym, że diamenty pochodzą z najwcześniejszych etapów powstawania skały" - mówi prof. Manecki.

"Odkrycie diamentów działa na wyobraźnię, ale w tym wypadku nie ma znaczenia praktycznego. Mikrodiamenty o tak niewielkich rozmiarach i w tak małej ilości są po prostu ciekawostką naukową" - zauważa geolog.

Ich odkrycie pozwoliło jednak w nowym świetle spojrzeć na geologiczną historię skał, w których je znaleziono, w paśmie Snasahogarna w szwedzkiej prowincji Jamtland.

"Konsekwencją odkrycia mikrodiamentów jest nowa interpretacja pochodzenia tych skał. Należy przyjąć, że są to skały pochodzenia wysokociśnieniowego, wydobyte ku powierzchni z dużych głębokości, ok. 100 km. Skały powstają na takich głębokościach dość często; znacznie rzadziej jednak trafiają na powierzchnię. Tym razem były tak płytko, że mogliśmy odbić ich fragment zwykłym młotkiem" - opowiada geolog z AGH.

Skąd w ogóle skały biorą się w głębinach? W długiej historii Ziemi ruchy płyt litosfery i wędrówka kontynentów nieraz powodowały kolizje o globalnej skali. Kiedy kontynent zderza się z innym kontynentem lub z łukiem oceanicznych wysp wulkanicznych, część skorupy ziemskiej może zostać pogrążona na głębokość ponad 100 km i poddana ciśnieniom tak wysokim, że gęstość skał dramatycznie się zwiększa.

Właśnie to wysokie ciśnienie może doprowadzić do powstania minerału zwanego koesytem, czyli wysokociśnieniowej odmiany kwarcu SiO2, i do formowania się diamentów - tłumaczy prof. Manecki.

Znaczny wzrost gęstości takich skał, bogatych w SiO2 sprawia, ze zmniejsza się ich wyporność i zazwyczaj niemożliwe staje się wypchnięcie ich na powierzchnię. Dlatego znalezienie na powierzchni naszej planety skał zawierających diament lub koesyt to wielka rzadkość. Tymczasem właśnie takie skały, bogate w SiO2 i zawierające niewielkie diamenty, zostały odkryte w Górach Skandynawskich.

Jak to się stało, że skały z głębin zostały jednak wyniesione ku powierzchni? Według autorów publikacji w "Geology", dr hab. Jarosława Majki z Uniwersytetu w Uppsali (absolwenta krakowskiej AGH) i jego międzynarodowej grupy badawczej - doszło do tego w procesie, który nazwali "mechanizmem odkurzacza".

Do wydobycia "ciężkich" skał na powierzchnię może dochodzić na granicach płyt litosfery w strefach subdukcji dzięki lokalnemu obniżeniu ciśnienia ponad pogrążonymi już skałami. Może to być spowodowane oderwaniem się i wepchnięciem w głąb klina skorupy ziemskiej. Powoduje to zassanie innych, ciężkich i bogatych w diamenty (i/lub koesyty) fragmentów skorupy i na zasadzie wielkoskalowego odkurzacza wyniesienie ich z powrotem w płytsze strefy przy powierzchni Ziemi.

"Przypuszczamy, że to właśnie podciśnienie panujące w płytkich strefach skorupy ziemskiej wyniosło skały na niewielką głębokość: kilkunastu czy nawet kilku kilometrów. Jeszcze bliżej powierzchni skały pojawiły się z czasem wskutek ruchów górotwórczych i erozji" - tłumaczy prof. Manecki.

Skały zostały pogrzebane do głębokości 100 km ok. 450 mln lat temu, a później wyłoniły się prawdopodobnie we wczesnym dewonie, ok. 450-420 mln lat temu w czasie fałdowań kaledońskich - mówi prof. Manecki.

W badaniach, oprócz profesorów: Majki i Maneckiego, uczestniczyła absolwentka AGH, obecnie doktorantka J. Majki w Uppsali, inż. Iwona Klonowska.

PAP - Nauka w Polsce, Anna Ślązak

zan/ mki/