지구상에서 가장 깊은 보석

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다이아몬드와 감람석은 지구 표면 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석이라는 타이틀을 놓고 경쟁할 수 있는 두 가지 보석입니다.

다이아몬드는 수십억 년 전 지구 맨틀에서 형성된 후 지표면으로 밀려 올라왔습니다. 사진: 라이브 사이언스 — 다이아몬드는 수십억 년 전 지구 맨틀에서 형성된 후 지표면으로 밀려 올라왔습니다. 사진: *라이브 사이언스*

브리티시컬럼비아 대학교의 광물학자 리 그로트에 따르면, 연구자들이 알고 있는 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석은 다이아몬드이며, 다이아몬드는 그 아름다움, 산업적 활용도, 그리고 담고 있는 과학적 데이터 때문에 매우 가치가 높습니다. 하지만 과학자들은 아직 다이아몬드가 어떻게 형성되는지 완전히 이해하지 못하고 있습니다. 실험실 테스트 결과, 다이아몬드는 극도로 높은 압력에서만 결정화되는 것으로 나타났습니다. 대부분의 천연 다이아몬드는 맨틀 상부, 즉 150~300km 깊이에서 발견되는데, 이곳의 압력은 2만 기압을 넘을 수 있습니다.

오랫동안 다이아몬드는 감람석과 함께 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석이라는 타이틀을 놓고 경쟁해 왔습니다. 감람석은 상부 맨틀의 절반 이상을 구성하는 감람석의 한 형태로, 지각 기저부에서 410km 깊이까지 뻗어 있습니다. 그러나 2016년 과학자들은 지하 660km에서 발견된 초심해 다이아몬드들을 설명했고, 2021년에는 750km 깊이에서 나온 또 다른 다이아몬드들이 확인되었습니다. 그로트는 10월 22일 라이브 사이언스와 의 인터뷰에서 "다이아몬드와 감람석 중 어느 것이 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석인지 판단하기는 매우 어렵습니다."라고 말했습니다.

이러한 추정치를 얻기 위해 과학자들은 다이아몬드의 결정 구조뿐만 아니라 형성 과정에서 다이아몬드 내부에 갇힌 불순물, 광물 조각 또는 유체를 연구합니다. 브리지마나이트와 철-니켈-탄소-황 광물의 존재는 연구자들에게 초심층 다이아몬드가 약 75%의 브리지마나이트로 구성된 맨틀에서 유래했을 가능성이 높으며, 메탄에 둘러싸인 액체 금속에서 발달한다는 것을 알려줍니다. 이 깊이에서는 압력이 235,000기압을 초과할 수 있습니다.

다이아몬드는 매우 오래된 것으로 여겨집니다. 일부 추정에 따르면 오늘날 지구상의 다이아몬드는 35억 년 전에 형성되었다고 합니다. 다이아몬드의 긴 수명은 강력한 화학 결합 덕분입니다. 다이아몬드는 탄소로 구성되어 있으며, 고압에서 형성되기 때문에 결합을 끊으려면 엄청난 힘이 필요합니다. 다이아몬드를 섭씨 900도 이상으로 가열하면 흑연으로 변합니다.

보석 감정사들은 다이아몬드를 연구하기 위해 땅속 깊이 파고들 필요가 없습니다. 지금까지 뚫린 가장 깊은 시추공은 러시아의 콜라 초심층 시추공(12.6km)이기 때문입니다. 다이아몬드는 킴벌라이트라는 특수한 종류의 마그마에 의해 지표면으로 운반됩니다. 킴벌라이트 마그마는 일반적으로 불안정하여 초속 30m의 속도로 분출하며 주변 암석에서 다이아몬드를 끌어올립니다. 이러한 방식으로 수십억 년 전에 형성된 보석들이 불과 몇 달, 심지어 몇 시간 만에 지표면으로 솟아오릅니다.

애리조나 대학교의 실험 보석학자인 아난야 말릭에 따르면, 다이아몬드는 미적 가치와 칼날, 드릴 비트, 연마 분말 등에 활용되는 천연 경도 외에도 매우 귀중한 과학적 정보를 담고 있습니다. 많은 경우, 다이아몬드는 연구자들이 지구 내부 구조와 그 안에서 일어나는 과정을 이해하는 데 도움을 주는 유일한 자료입니다.

안캉 ( Live Science 에 따르면)

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