ダイヤモンドとペリドットは、地球の表面下で最も深い場所で形成される宝石という称号を競い合う可能性のある2つの宝石である。
ダイヤモンドは何十億年も前に地球のマントルで形成され、その後地表に押し上げられた。写真： Live Science
ブリティッシュコロンビア大学の鉱物学者、リー・グロート氏によると、研究者が知る限り最も深い場所で形成された宝石はダイヤモンドであり、その美しさ、産業用途、そして含まれる科学的データが高く評価されている。しかし、科学者たちはダイヤモンドがどのように形成されるのかをまだ完全には理解していない。実験室での試験では、ダイヤモンドは極めて高い圧力下でのみ結晶化することが示されている。天然ダイヤモンドのほとんどは、上部マントルの深さ150～300kmの地点で発見され、そこでは圧力が2万気圧を超えることもある。
長い間、ダイヤモンドはペリドットと、最も深い場所で形成される宝石の称号を競い合ってきた。ペリドットは、地殻の基底から深さ410kmまで広がる上部マントルの半分以上を占める鉱物オリビンの一種である。しかし2016年、科学者たちは地下660kmに位置する超深部ダイヤモンドの集合体について報告し、2021年には別のダイヤモンドの集合体が深さ750kmから産出されたことが確認された。「ダイヤモンドとペリドットのどちらが最も深い場所で形成される宝石であるかを判断するのは非常に難しい」とグロート氏は10月22日にライブサイエンスに語った。
これらの推定値を算出するために、科学者たちはダイヤモンドの結晶構造だけでなく、形成時に石の中に閉じ込められた不純物、鉱物片、または流体についても研究している。ブリッジマナイトや鉄ニッケル炭素硫黄鉱物の存在は、超深部ダイヤモンドが、約75%がブリッジマナイトで構成されるマントル下部で生成され、メタンに囲まれた液体金属から発達した可能性が高いことを研究者たちに示している。この深さでは、圧力は23万5000気圧を超えることがある。
ダイヤモンドは非常に古い物質であると考えられています。地球上のダイヤモンドは35億年前に形成されたという推定もあります。その長い寿命は、化学結合の強さに由来します。ダイヤモンドは炭素で構成されており、高圧下で形成されるため、結合を切断するには大きな力が必要です。ダイヤモンドを摂氏900度以上に加熱すると、黒鉛に変化します。
宝石学者はダイヤモンドを研究するために地中深く掘り進む必要はありません。これまで掘られた中で最も深い掘削孔は、ロシアのコラ超深度掘削孔（12.6km）です。ダイヤモンドは、キンバーライトと呼ばれる特殊なマグマによって地表に運ばれてきます。キンバーライトマグマは一般的に揮発性が高く、秒速30mの速度で噴出し、周囲の岩石からダイヤモンドを運び出します。このようにして、数十億年前に形成された宝石が、わずか数ヶ月、あるいは数時間で地表に噴出するのです。
アリゾナ大学の実験宝石学者、アナニャ・マリック氏によると、ダイヤモンドは、その美的価値や、刃物、ドリルビット、研磨粉などに利用できる自然な硬度に加えて、非常に貴重な科学的情報を含んでいるという。多くの場合、ダイヤモンドは、研究者が地球の内部構造や内部で起こっているプロセスを理解する上で、唯一の手がかりとなる。
アン・カン（ライブサイエンスによると）
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