Происхождение алмазов

Происхождение алмазов
В семидесятые годы в советских и зарубежных научных журналах появились работы профессора Э. Галимова (Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского АН СССР), в них излагалась любопытная гипотеза происхождения алмазов. По этой гипотезе, углерод может кристаллизоваться в алмаз в кимберлитовой породе из-за кавитации.

Образование кавитационных пузырьков в общих чертах можно представить себе так.
При резком перепаде давлений в потоке расплавленной породы, например при изменении профиля или сужении канала, в движущейся жидкости образуются не только области пониженного давления, но и разрывы, пустоты, пузыри («кавитас» - по-латыни «полость»), которые схлопываются, когда жидкость сходит из сужения и давление выравивается. Чем более текуча жидкость, чем с большей скоростью она движется, тем больше вероятность, что в ней образуются пузырьки кавитации.

Особо склонны к кавитации жидкости, содержащие газ и твердые частицы, которые служат «ядрами» кавитации.

У кимберлитовых пород есть две особенности. Во-первых, они выделяются среди других магматически пород своей уникальной алмазоносностью. Во-вторых, в кимберлитовой магме часто рождаются кавитационные пузырьки. При схлопывании пузырьков находящийся в них газ испытывает удар, при резком сжатии развиваются огромные пиковые давления порядка тысячи килобар. Этого достаточно, чтобы родились мелкие кристаллики алмазов, но при условии, если в пузырьке был газообразный углерод. Остается лишь ответить на вопрос откуда он берется?

Кавитационные пузырьки кимберлитовой магмы насыщены метаном, молекулы этого газа распадаются на углерод и водород при высокой температуре, возникающей в пузырьках из-за сильного сжатия. При схлопывани газообразный углерод кристаллизуете в алмаз, а водород выносится за пределы пузырька. Процессы рекристализации, которые могут идти в затвердевающей магме, приведут к объеденению мелких кристалликов и образованию довольно крупных алмазов.

Образуются ли природные алмазы в процессе кавитации, или это лишь гипотеза? Ответить на этот вопрос можно исследовав изотопы углерода в алмазах.

Долгое время ученые считали, что соотношение тяжелого С-13 и легкого С-12 изотопов углерода в алмаза очень стабильно. Это лишний раз подтверждало теорию их глубинного синтеза: раз все алмазы образуются на больших глубинах, как считалось раньше, то такие условия порождают изотопную однородность углерода. Однако, в действительности оказалось, что изотопный состав углерода в алмазах меняется в довольно широких пределах.

Это факт в пользу новой гипотезы: если алмазы могут синтезироваться на разной глубине, то и состав углерода в них может меняться в широких пределах.