ダイヤモンドとペリドットは、地球の最も深いところで形成された宝石の称号を競い合える2つの宝石です。
ダイヤモンドは数十億年前に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
科学者が知る最も深い場所で形成される宝石はダイヤモンドであり、その美しさ、産業用途、そして科学的データから高く評価されていると、ブリティッシュコロンビア大学の鉱物学者リー・グロート氏は述べている。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。実験室での実験では、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明らかになっている。天然ダイヤモンドのほとんどは、深さ150～300キロメートルの上部マントルで発見されており、その圧力は2万気圧を超えることもある。
ダイヤモンドは長年、ペリドットと最深部で形成された宝石の座を競い合ってきました。ペリドットは、上部マントルの半分以上を占める鉱物オリビンの宝石です。オリビンは地殻底から410キロメートル（250マイル）も深くまで達します。しかし、2016年には科学者たちが地下660キロメートル（400マイル）の超深部ダイヤモンドの集合体について報告し、2021年には別の集合体が750キロメートル（450マイル）の深部から来たと判明しました。「ダイヤモンドとペリドットのどちらが最も深い宝石なのかを判断するのは非常に困難です」とグロート氏は10月22日にLive Scienceに語りました。
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形状に加え、石の形成時に内包されていた不純物、鉱物の破片、あるいは液体を研究しました。ブリッジマナイトと鉄・ニッケル・炭素・硫黄鉱物の存在は、超深海ダイヤモンドが下部マントルで形成された可能性が高いことを示唆しています。下部マントルは約75%がブリッジマナイトで構成され、メタンに囲まれた液体金属から成長します。この深さでは、圧力は23万5000気圧を超えることがあります。
ダイヤモンドは非常に古い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。その長寿は、化学結合の強さに由来しています。ダイヤモンドは炭素でできており、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900℃以上に加熱すると、グラファイトに変化します。
宝石学者はダイヤモンドを研究するために地中深くまで掘る必要はありません。人類がこれまでに掘削した最も深い地層は、ロシアのコラ半島超深度掘削孔（12.6キロメートル）だからです。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ます。キンバーライトのマグマは一般的に揮発性が高く、秒速30メートルで噴出し、周囲の岩石からダイヤモンドを引き抜きます。このようにして、数十億年前に形成された宝石が、数ヶ月、あるいは数時間で地表に噴出するのです。
ダイヤモンドは、ナイフの刃、ドリルビット、研磨剤などに使用できる美的価値と天然の硬度に加え、貴重な科学的情報も含んでいると、アリゾナ大学の実験岩石学者アナニャ・マリク氏は述べている。多くの場合、ダイヤモンドは研究者が地球内部とそこで起こるプロセスを理解するために利用できる唯一の情報源となっている。
アン・カン（ Live Scienceによると）
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