지구상에서 가장 깊은 보석

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다이아몬드와 페리도트는 지구 표면 아래 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석이라는 타이틀을 두고 경쟁할 수 있는 두 가지 보석입니다.

다이아몬드는 수십억 년 전 맨틀에서 형성되어 표면으로 밀려 나왔습니다. 사진: 라이브 사이언스 — 다이아몬드는 수십억 년 전 맨틀에서 형성되어 표면으로 밀려 나왔습니다. 사진: *라이브 사이언스*

브리티시컬럼비아 대학교의 광물학자 리 그로트에 따르면, 과학자들에게 알려진 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석은 다이아몬드로, 아름다움, 산업적 활용, 그리고 과학적 데이터로 인해 높이 평가받고 있습니다. 그러나 과학자들은 아직 다이아몬드가 어떻게 형성되는지 완전히 이해하지 못하고 있습니다. 실험실 실험 결과 다이아몬드는 극도로 높은 압력에서만 결정화되는 것으로 나타났습니다. 대부분의 천연 다이아몬드는 상부 맨틀, 150~300km 깊이에서 발견되며, 이곳의 압력은 2만 기압 이상에 달할 수 있습니다.

오랫동안 다이아몬드는 페리도트와 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석의 자리를 놓고 경쟁해 왔습니다. 페리도트는 상부 맨틀의 절반 이상을 구성하는 광물 올리빈의 보석 형태이며, 지각 바닥에서 410km(250마일) 깊이까지 뻗어 있습니다. 그러나 2016년 과학자들은 지하 660km(400마일) 깊이의 초심층 다이아몬드 집단을 발견했고, 2021년에는 또 다른 집단이 지표면 아래 750km(450마일) 깊이에서 발견된 것으로 밝혀졌습니다. 그로트는 10월 22일 라이브 사이언스(Live Science) 와의 인터뷰에서 "다이아몬드와 페리도트 중 어느 것이 가장 깊은 곳에서 형성되는 보석인지 단정 짓기는 매우 어렵습니다."라고 말했습니다.

이러한 추정치를 도출하기 위해 과학자들은 다이아몬드의 결정 형태뿐만 아니라, 다이아몬드가 형성될 때 다이아몬드 내부에 포함된 불순물, 광물 조각 또는 액체를 연구했습니다. 브리지머나이트와 철-니켈-탄소-황 광물의 존재는 연구자들에게 초심층 다이아몬드가 약 75%의 브리지머나이트로 구성되어 메탄에 둘러싸인 액체 금속에서 성장하는 하부 맨틀에서 유래했을 가능성이 높다는 것을 시사합니다. 이 깊이에서는 압력이 235,000 기압을 초과할 수 있습니다.

다이아몬드는 매우 오래된 것으로 여겨집니다. 일부 추정에 따르면 오늘날 지구상에 존재하는 다이아몬드는 35억 년 전에 형성되었다고 합니다. 다이아몬드의 수명은 화학 결합의 강도에서 비롯됩니다. 다이아몬드는 탄소로 이루어져 있으며, 고압에서 형성되기 때문에 결합을 끊으려면 엄청난 힘이 필요합니다. 다이아몬드를 섭씨 900도 이상으로 가열하면 흑연으로 변합니다.

보석학자들은 다이아몬드를 연구하기 위해 땅속 깊이 파고들 필요가 없습니다. 인간이 시추한 가장 깊은 곳은 러시아의 콜라 초심층 시추공(12.6km)이기 때문입니다. 다이아몬드는 킴벌라이트라는 독특한 종류의 마그마에 의해 표면으로 분출됩니다. 킴벌라이트 마그마는 일반적으로 휘발성이 강하며, 초속 30m의 속도로 분출하면서 주변 암석에서 다이아몬드를 끌어당깁니다. 이렇게 수십억 년 전에 형성된 보석들이 몇 달, 심지어 몇 시간 만에 표면으로 분출되는 것입니다.

애리조나 대학교의 실험 암석학자 아나냐 말릭은 다이아몬드는 칼날, 드릴 비트, 연마 분말을 만드는 데 사용될 수 있는 미적 가치와 자연적인 경도 외에도 귀중한 과학적 정보를 담고 있다고 말합니다. 많은 경우 다이아몬드는 연구자들이 지구 내부와 그곳에서 일어나는 과정에 대한 정보를 얻을 수 있는 유일한 원천입니다.

안캉 ( Live Science 에 따르면)

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