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एक छोटे से हीरे के अंदर फंसे, पहले कभी न देखे गए खनिज के छोटे क्रिस्टल हैं जो निचले मेंटल का 5 प्रतिशत बनाते हैं
धरती
11 नवंबर 2021
एक हीरा जिसके अंदर दावेमाओइट के क्रिस्टल थे हारून सेलेस्टियन, लॉस एंजिल्स काउंटी का प्राकृतिक इतिहास संग्रहालय
बोत्सवाना में पाए गए एक प्राचीन हीरे में पहले कभी नहीं देखा गया खनिज है जो पृथ्वी के अंदर से आया है। खनिज – जिसका नाम डेवोमाओइट है – गहरे-पृथ्वी रसायन विज्ञान में एक अनूठी खिड़की प्रदान करता है।
मूल रूप से ओरापा, बोत्सवाना में एक खदान में खोदा गया, हीरा लगभग 4 मिलीमीटर चौड़ा है और इसका वजन 81 मिलीग्राम है। 1987 में एक डीलर ने इसे कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक वैज्ञानिक को बेच दिया, जो हीरे का अध्ययन कर रहा था, लेकिन न तो डीलर और न ही वैज्ञानिक को इस बात का अंदाजा था कि यह कितना खास है।
हीरा, जो अब कैलिफोर्निया में लॉस एंजिल्स काउंटी के प्राकृतिक इतिहास संग्रहालय में है, का हाल ही में विश्लेषण किया गया था ओलिवर त्सचुनेर नेवादा विश्वविद्यालय, लास वेगास में। वह दुनिया को “सुपर-डीप डायमंड” के रूप में जाना जाता है, यह देखने के लिए कि वे हमें पृथ्वी के गहरे आंतरिक भाग के बारे में क्या बता सकते हैं।
अधिकांश हीरे 120 से 250 किलोमीटर भूमिगत होते हैं, लेकिन सुपर-डीप किस्म के हीरे पृथ्वी के निचले मेंटल में पैदा होते हैं, जो सतह से 660 किलोमीटर नीचे शुरू होता है।
जब त्सचुनर और उनके सहयोगियों ने एक्स-रे का उपयोग करके बोत्सवाना हीरे में देखा, तो उन्होंने अंदर फंसे एक और खनिज के छोटे क्रिस्टल की खोज की। उन्होंने हीरे को काटने और इन क्रिस्टल को निकालने के लिए एक लेजर का इस्तेमाल किया, फिर मास स्पेक्ट्रोमेट्री नामक एक तकनीक का इस्तेमाल किया, यह देखने के लिए कि वे किस चीज से बने हैं।
छोटे क्रिस्टल कैल्शियम सिलिकेट के एक रूप के रूप में निकले जो कि निचले मेंटल में मौजूद थे, लेकिन वास्तव में पहले कभी नहीं देखे गए थे। इसके भीतर के अणु एक विशेष घन व्यवस्था पर ले जाते हैं जिसे पेरोसाइट संरचना के रूप में जाना जाता है।
इस विशेष पेरोव्स्काइट की परमाणु संरचना – जिसमें मुख्य रूप से कैल्शियम, सिलिकॉन और ऑक्सीजन होता है – यह दर्शाता है कि यह केवल निचले मेंटल में अनुभव की गई चरम स्थितियों के तहत ही बन सकता है, जहां दबाव 200,000 गुना से अधिक है जो पृथ्वी की सतह पर पाया जाता है। सतह की स्थितियों के तहत, कैल्शियम सिलिकेट आमतौर पर एक सफेद खनिज के रूप में पाया जाता है जिसे वोलास्टोनाइट कहा जाता है जिसमें सुई जैसे क्रिस्टल होते हैं।
Tschauner और उनके सहयोगियों ने गहरे-पृथ्वी वैज्ञानिक के सम्मान में नए कैल्शियम सिलिकेट खनिज davemaoite का नाम दिया हो-क्वांग “डेव” माओ वाशिंगटन डीसी में कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस में।
आम तौर पर, दावेमाओइट की क्रिस्टल संरचना अलग हो जाती है अगर इसे दबाव में भारी गिरावट के कारण पृथ्वी की सतह पर लाया जाता है। लेकिन क्योंकि यह एक कठोर हीरे के अंदर फंसा हुआ था, इसे ओरापा खदान तक की लंबी यात्रा पर संरक्षित किया गया था, जिसमें शायद 100 मिलियन से 1.5 बिलियन वर्ष के बीच का समय लगा।
“जब हमने हीरे को तोड़ा, तो डेवमाओइट लगभग एक सेकंड के लिए बरकरार रहा, फिर हमने देखा कि यह माइक्रोस्कोप के नीचे फैलता और उभारता है और मूल रूप से कांच में बदल जाता है,” Tschauner कहते हैं।
डेवमाओइट को पृथ्वी के निचले मेंटल का लगभग 5 प्रतिशत हिस्सा माना जाता है और यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सिद्धांत है कि खनिज यूरेनियम, थोरियम और पोटेशियम -40 जैसे रेडियोधर्मी तत्वों को भी होस्ट कर सकता है जो पृथ्वी को क्षय के रूप में गर्म करते हैं। “इन रेडियोधर्मी तत्वों के बिना, पृथ्वी अब तक ठंडी हो चुकी होती,” कहते हैं डेविड फिलिप्स ऑस्ट्रेलिया में मेलबर्न विश्वविद्यालय में।
फिलिप्स का कहना है कि बोत्सवन हीरे में पाए जाने वाले डेवमाओइट में कुछ सोडियम और पोटेशियम भी होता है, जो आश्चर्यजनक है क्योंकि इन तत्वों को मुख्य रूप से पृथ्वी की पपड़ी में पाया जाता है, न कि गहरे में। “इससे पता चलता है कि सतह सामग्री को वापस मेंटल में पुनर्नवीनीकरण किया जा रहा है।”
Tschauner और अन्य शोधकर्ता अधिक छिपे हुए खनिजों को खोजने की उम्मीद में सुपर-डीप डायमंड्स की तलाश जारी रख रहे हैं। यह एक कठिन प्रक्रिया है, क्योंकि उथले या गहरे मूल के हीरे के बीच अंतर करने का कोई आसान तरीका नहीं है, और यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि गहरी विविधता कहां मिलेगी। “मुद्दा यह है कि, हम नहीं जानते कि कहाँ देखना है,” त्सचुनर कहते हैं।
जर्नल संदर्भ: विज्ञान, डीओआई: 10.1126/विज्ञान.एबीएम4742
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