Сколько времени нужно, чтобы вырастить алмаз размером с «Куллинан»? Рассказывают геологи

Российские геологи одним экспериментом решили сразу несколько вопросов. Во-первых, они научились выращивать алмазы и гранаты. Во-вторых, узнали, какие для этого нужны условия. В-третьих, установили, сколько лет нужно для того, чтобы получить драгоценные камни в практически домашней лаборатории. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».

В обычных условиях (то есть в мантии Земли) гранаты обычно растут вместе с алмазами. И если охотники за драгоценными камнями наткнутся, например, на пироп (темно-красный гранат), то, к гадалке не ходи, рядом будет алмазное месторождение.

Ученые из новосибирского Института геологии и минералогии имени Владимира Соболева знали, что алмазам для развития нужны жидкие компоненты земной мантии (расплавы и флюиды), потому что в них содержится углекислота, источник того самого углерода, из которого состоят алмазы. Но этого было недостаточно, чтобы точно сказать, каким именно образом в природе формируются драгоценные камни.

Чтобы выяснить это, геологи смоделировали условия мантии Земли с помощью аппарата высокого давления. Это позволило создать давление, которое в природе создается на глубинах порядка 200 километров, и достичь температур в диапазоне 950–1550 °C. После этого в установку отправили образцы граната, затравочные кристаллы алмаза (размером 0,5 миллиметра), графит, оксалат серебра, щавелевую кислоту (в лабораторных условиях они служат источниками углекислого и водно-углекислого флюидов) и оставили «дозревать» на четыре дня.

Вернувшись, геологи обнаружили, что в поверхностных слоях граната снизилось содержание оксидов магния и кальция, появились включения углекислого флюида, карбонатов и карбонатно-силикатных расплавов, графита, а на затравочных кристаллах алмазов вырос слой атомов углерода.

Ученые пошли дальше и рассчитали, с какой скоростью из флюидов растут алмазы. Оказалось, что в природе при температуре 1550 °С кристалл алмаза массой один карат (0,2 грамма) вырос бы за 4,5 месяца, а при температуре 1150 °С этот процесс занял был 17,5 года.

Выяснили геологи и сколько времени ушло бы на выращивание самого большого в мире алмаза «Куллинан», известного также как «Звезда Африки» — появления 621-граммового тяжеловеса пришлось бы ждать от 56 до 3000 лет. Такой долгожданный гигант точно потеснил бы конкурентов из списка 6 драгоценных камней, вошедших в историю.