قد يكون هناك أكثر من كوادريليون (عدد يساوي مليون مليار) طن من الألماس في باطن الأرض ، وهذا وفقا لما كشفته دراسة جديدة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و جامعات عالمية أخرى. ويقدر العلماء أن هذا الكم الهائل من المعادن الثمينة مدفونة على مسافة بين 145 الى 240 كلم تحت سطح الأرض ، وهو أعمق بكثير من أي عملية حفر قام بها البشر.
ويقول العلماء أن هذا الماس موجود في تكوينات صخرية تحت الأرض تُسمى الكراتون ، والتي تتشكل مثل الجبال المقلوبة ، وتقع في وسط الصفائح التكتونية للكوكب ، ويمكن أن تمتد إلى 330 كلم في الأرض ، وفقا لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
و في الدراسة الجديدة ، يقدر العلماء أن هذه الطبقة قد تحتوي على 1 إلى 2 في المائة من الألماس. وبالنظر إلى الحجم الكلي لها في الأرض ، فإن الفريق يرى أن حوالي كوادريليون (1016) طن من الماس مبعثرة داخل هذه الصخور القديمة.
و يقول “أولريش فوول” ، العالم في قسم الأرض والغلاف الجوي وعلوم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا : “هذا يدل على أن الماس ليس ذلك المعدن الغريب ، ولكن على النطاق الجيولوجي للأشياء ، فإنه شائع نسبيا” ، و يضيف : “صحيح أنه لا يمكننا الوصول إليه ، ولكن لا يزال هناك الكثير من الماس أكثر مما كنا نفكر به من قبل”.
و يضم فريق الدراسة باحثين من جامعات كاليفورنيا ، سانتا باربرا ، بيركلي ، مدرسة الفنون التطبيقية ، معهد الفيزياء في باريس ، معهد كارنيغي في واشنطن ، جامعة هارفارد ، جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين. وجامعة بايروث وجامعة ملبورن ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة لندن.
و توصل “فوول” وزملاؤه إلى استنتاجهم بعد رصدهم حالة شاذة في البيانات السيزمية. على مدى العقود القليلة الماضية ، حيث تحتفظ وكالات مثل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بسجلات عالمية للنشاط الزلزالي – وهي في الأساس موجات صوتية تسافر عبر الأرض وهي تنتج عن الزلازل وأمواج تسونامي والانفجارات وغيرها من الظواهر التي تحدث في سطح الأرض.
و تلتقط المستقبلات الزلزالية في جميع أنحاء العالم موجات صوتية من هذه المصادر ، بسرعات وكثافة مختلفة ، والتي يمكن لعلماء الزلازل استخدامها لتحديد مكان حدوث زلزال على سبيل المثال.
يمكن للعلماء أيضًا استخدام هذه البيانات الزلزالية لإنشاء صورة لما قد تبدو عليه طبقات الأرض الداخلية. حيث تتحرك الموجات الصوتية بسرعات مختلفة عبر الأرض ، حسب درجة الحرارة والكثافة وتكوين الصخور التي تنتقل من خلالها. وقد استخدم العلماء هذه العلاقة بين السرعة الزلزالية وتركيب الصخور لتقدير أنواع الصخور التي تشكل قشرة الأرض وأجزاء من الوشاح العلوي ، المعروف أيضًا باسم الغلاف الصخري.
ومع ذلك ، في استخدام البيانات الزلزالية لرسم خريطة الأرض الداخلية ، لم يتمكن العلماء من تفسير نتائج غريبة : تميل الموجات الصوتية إلى الإسراع بشكل كبير عند المرور عبر طبقة الكراتون . ومن المعروف عنها أنها تكون أكثر برودة وأقل كثافة من الوشاح المحيط ، والذي سيؤدي بدوره إلى موجات صوتية أسرع قليلاً ، ولكن ليس بنفس السرعة التي تم قياسها.
و يقول “فوول” : “السرعات التي يتم قياسها هي أسرع مما نعتقد أنه يمكننا إعادة إنتاجه مع افتراضات معقولة حول ما هو موجود”. “ثم يتعين علينا أن نقول ،” هناك مشكلة. “هكذا بدأ هذا المشروع”.
و عمل الفريق عل ىالتعرف على تركيبة هذه الطبقات التي قد تفسر الارتفاعات في السرعات الزلزالية. للقيام بذلك ، استخدم علماء الزلازل في الفريق البيانات السيزمية أولاً من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ومصادر أخرى لتوليد نموذج ثلاثي الأبعاد لسرعات الموجات الزلزالية التي تسير عبر الفوهة الرئيسية للأرض.
بعد ذلك ، استخدم العلماء ، الذين كانوا في الماضي يقيسون سرعات الصوت من خلال العديد من أنواع المعادن المختلفة في المختبر ، هذه المعرفة لتجميع الصخور الافتراضية ، المصنوعة من توليفات مختلفة من المعادن. ثم قام الفريق بحساب سرعة انتقال الموجات الصوتية عبر كل صخرة افتراضية.
ووجد العلماء نوعًا واحدًا فقط من الصخور التي أنتجت السرعات نفسها التي قاسها علماء الزلازل: قياس يحتوي على 1 إلى 2 بالمائة من الألماس ، بالإضافة إلى البيريدوتيت وكميات صغيرة من صخر eclogite.
و يقول “فوول” : “إن الماس من نواح كثيرة هو أمر مميز”. “واحدة من خصائصه هي ان سرعة الصوت في الألماس أكثر من ضعف السرعة في المعدن السائد في صخور الوشاح العلوي ، وهو الزبرجد الزيتوني“.
و يشرح العلماء ان تواجد الماس في هذه الطبقة أمر منطقي. حيث يتم تشكيل الماس في بيئة الضغط العالي ، و درجة حرارة عالية المنبعثة من أعماق الأرض و التي تشق طريقها الى السطح من خلال ظاهرة ثوران البراكين التي تحدث كل بضعة ملايين من السنين.
و تقوم هذه الانفجارات بحفر “أنابيب” جيولوجية مصنوعة من نوع من الصخور تسمى كيمبرلايت (سميت باسم مدينة كيمبرلي ، جنوب أفريقيا ، حيث تم العثور على أول ماس في هذا النوع من الصخور)، و جنبا إلى جنب مع صهارة الماغما من أعماق الأرض ، يخرج الماس من خلال أنابيب الكمبرلايت على سطح الأرض.
باحثون يحققون اختراقات جديدة لاستخدام تكنولوجيا الليزر في تجارب مسرعات الجسيمات
