Research press release

地球科学:深部からのダイヤモンドから水に富んだ環境が明らかに

Nature Geoscience

Geoscience: Diamond from the deep reveals a water-rich environment

地球表面から660キロメートルの深さで生成された希少な宝石ダイヤモンドの内部に捕獲された鉱物包有物の分析したところ、地球の下部マントルに大きく水が飽和した環境が広がっていることが明らかになった。このことを報告する論文が、Nature Geoscience に掲載される。この知見は、地球深部の水循環に対する理解を深める可能性がある。

地球はその表面の70%以上が海で覆われているため、水惑星と呼ばれることがある。この海の水は、水和した鉱物によって地球深部へと輸送され、火山活動によって地表に戻ることになり、この過程は深部水循環として知られている。深部の水は火山噴火の爆発性、地震活動の性質、プレートテクトニクスに影響を及ぼし得る。しかしながら、地球上で掘削された最深の掘削孔は地球表面下の12キロメートルをわずかに超す程度であり、地球深部の水循環の試料を得て研究を行うことは困難であった。

Tingting GuとFabrizio Nestolaたちは今回、ボツワナのカロウェ鉱山で得られた、およそ660キロメートルの深さから地表へと運ばれながら地球の下部マントルの試料を捕捉・保持してきた宝石品質のダイヤモンドを調べた。著者たちは、ダイヤモンド中にリングウッダイトなどの水和鉱物相の証拠を見いだした。これは、このダイヤモンドが、地球マントルの水和した領域で生成されたこと示している。

著者たちは、このダイヤモンドは地球深部660キロメートルまで、そしてそれを以深にも鉱物と結合した水が存在することを確証するもので、この領域が広く水和していることを示唆していると結論付けている。

A broadly water-saturated environment extends into the Earth’s lower mantle, according to analyses of mineral inclusions trapped inside a rare gem diamond that originates from a depth of 660 km below the Earth’s surface. The findings, published in Nature Geoscience, may improve our understanding of the Earth’s deep water cycle.

Earth is sometimes referred to as a water planet because oceans cover more than 70% of its surface. This ocean water can be transported by hydrated minerals deep into the Earth before it is returned to the surface via volcanic activity — a process known as the deep water cycle. This deep water can affect the explosivity of volcanic eruptions and the nature of seismic activity and plate tectonics. However, sampling and studying the Earth’s deep water cycle has been difficult, as the deepest borehole on Earth reaches just a little over 12 km in depth below the Earth’s surface.

Tingting Gu, Fabrizio Nestola and colleagues studied a gem-quality diamond from the Karowe mine in Botswana that had trapped and protected a sample of the Earth’s lower mantle on its journey from a depth of approximately 660 km to the surface. The authors find evidence for ringwoodite and other hydrous minerals and phases in the diamond, indicating that it formed in a hydrated region of the Earth’s mantle.

The authors conclude that the diamond confirms the presence of mineral-bound water down to, and potentially beyond, 660 km depth in Earth, suggesting broad hydration of this region.

doi: 10.1038/s41561-022-01024-y

「注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したプレスリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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