Các nhà khoa học tìm thấy khoáng chất hiếm bên trong viên kim cương ở độ sâu 700km

Đây có thể là loại khoáng chất nhiều thứ tư trên Trái Đất. Tuy nhiên, CaSiO₃ chưa từng được con người tìm thấy trong tự nhiên trước đây, vì ở khoảng cách quá sâu trong lòng đất thì chất này thường trở nên không ổn định.

Vậy tại sao lần này CaSiO₃ lại có thể tồn tại hoàn hảo trong môi trường tự nhiên sau khi được đẩy lên từ độ sâu lên tới hàng trăm km. Nguyên nhân là do khoáng chất này được lưu giữ khéo léo ở trong một viên kim cương nhỏ.

CaSiO3 được lưu giữ khéo léo trong viên kim cương nhỏ. Ảnh: Nester Korolev

Dù được tìm thấy ở khoảng cách chưa tới 1km dưới lòng đất tại mỏ kim cương Cullinan của Nam Phi, nhưng viên kim cương đặc biệt này đã được sinh ra ở độ sâu tới 700km. 

Graham Pearson, nhà địa hóa học tại khoa Khoa học Trái Đất và Khí quyển thuộc trường Đại học Alberta (Canada), cho biết:

"Không ai có thể giữ được khoáng chất này ổn định ở điều kiện trên bề mặt Trái Đất. Cách duy nhất có thể bảo quản được khoáng vật này chỉ khi nó bị mắc kẹt trong một thứ bền vững như kim cương".

Các nhà khoa học đã ước tính CaSiO₃ chiếm tới 93% lớp phủ dưới của Trái Đất, nhưng khoáng chất này vẫn còn là lý thuyết cho đến thời điểm này.

Với phát hiện bất ngờ trong viên kim cương lần này, các nhà nghiên cứu cuối cùng có thể tìm hiểu về CaSiO₃ một cách chi tiết và tường tận hơn. Bên cạnh đó, viên kim cương nhỏ có chứa CaSiO₃ cũng là một mẫu vật cực kỳ hiếm khi chỉ rộng 0,031 mm.

Viên kim cương nhỏ này cũng là một mẫu vật rất quý hiếm. Ảnh: Reuters

Đây là một trong những viên kim cương được hình thành ở khoảng cách sâu nhất (700km) từ trước tới nay. Trên thực tế, hầu hết kim cương được sinh ra khi ở các hồ kim loại biệt lập nhưng không quá sâu từ 150 – 200km ở dưới lòng đất.

Với việc hình thành ở độ sâu 700km, áp lực là khoảng 240.000 lần so với áp suất khí quyển ở mực nước biển.

Áp lực lớn này đã góp phần hình thành nên viên kim cương và vô tình lưu giữ CaSiO₃ ở bên trong bằng cách tạo ra một môi trường ổn định cho nó và ngăn cản mạng lưới tinh thể của khoáng vật khỏi bị biến dạng trong quá trình kim cương di chuyển về phía bề mặt.

Kim cương hình thành từ carbon trong những phiến đá dưới đáy biển và đá bị đẩy trở lại lớp phủ nằm giữa vỏ Trái Đất với lõi ngoài. Phát hiện này cho thấy những thông tin hấp dẫn về quá trình lớp phủ của Trái Đất được hình thành như thế nào.

Kim cương là một loại khoáng sản có nhiều tính chất vật lý hoàn hảo. Ảnh minh họa

Nhà nghiên cứu Pearson, cho biết: "Kim cương là một cách giúp chúng ta nhìn nhận một cách chân thực về những gì xảy ra ở bên dưới bề mặt Trái Đất. Việc tích hợp CaSiO₃ rõ ràng là cho thấy sự thay đổi cũng như quá trình hoạt động của các mảng kiến tạo thuộc lớp vỏ Trái Đất".

Điều này cũng tiết lộ những hoạt động thú vị diễn ra dưới mặt đất ở độ sâu hàng trăm km. Hiện tại, nhóm nghiên cứu tại ĐH British Columbia (Canada) tiến hành phân tích quang phổ và đã xác nhận chắc chắn khoáng chất quý hiếm bên trong viên kim cương là CaSiO₃.

Tiếp theo, nhóm các chuyên gia sẽ phân tích thêm về tuổi và nguồn gốc của loại khoáng chất này.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.

Nguồn: Sciencealert, Livescience