Учёные впервые обнаружили в глубинах мантии Земли никелевые сплавы

Срез алмаза из Южной Африки с различными включениями и лазерными абляционными ямками от микроанализа. Автор: Яаков Вайс

Международная группа учёных под руководством Яэль Кемпе и Яакова Вайса из Института наук о Земле Еврейского университета обнаружила первые прямые свидетельства существования никель-железных сплавов на глубине 280-470 км в мантии Земли. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

На протяжении десятилетий модели и эксперименты предсказывали стабилизацию никелевых металлических сплавов в мантии на глубинах около 250-300 км, но естественные образцы, подтверждающие эти предсказания, были крайне редки.

Учёные идентифицировали наноразмерные включения никель-железного металлического сплава и никельсодержащие карбонатные микровключения, сохранившиеся внутри алмазов из южноафриканского месторождения Воорспоед. Эти алмазы сформировались на глубине между 280 и 470 км ниже поверхности Земли.

Срез африканского алмаза с чистым ядром и мутным краем, богатым включениями. Автор: Яаков Вайс

Геохимические снимки, замороженные в углероде

Сосуществование никель-железного сплава и никельсодержащего карбоната указывает на метасоматическую редокс-реакцию, при которой окисленный карбонатитно-кремниевый расплав проникал в восстановленный перидотит, содержащий металлы.

"Покрытый" алмаз из Африки с октаэдрическим ядром и концентрическим покрытием, содержащим микровключения. Автор: Яаков Вайс

«Это редкий снимок мантийной химии в действии, — говорит Вайс. — Алмазы действуют как крошечные капсулы времени, сохраняя реакцию, которая в противном случае исчезла бы по мере переравновешивания минералов с окружающей средой».

Значение для мантийной динамики

Открытие помогает объяснить, почему некоторые включения в других сверхглубоких алмазах фиксируют неожиданно высокие окисленные условия. Такие процессы также проливают свет на происхождение магм, богатых летучими веществами.

Для геохимистов наиболее ценны алмазы с химическими примесями, наименее ценимые в ювелирном деле. Автор: Яаков Вайс

"Мутный" алмаз из Южной Африки с внутренней зоной, полной микровключений. Автор: Яаков Вайс

Исследование подчёркивает научную ценность алмазов как не просто драгоценных камней, а уникальных свидетелей процессов, происходящих на сотнях километров под нашими ногами.

Больше информации: Redox state of the deep upper mantle recorded by nickel-rich diamond inclusions, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01791-4