Research press release


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。


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。


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


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