Многие алмазы могли образоваться под действием электрических полей, сообщают исследователи, возглавляемые Юрием Пальяновым из Новосибирского государственного университета, в Science Advances. По их гипотезе, формирование алмазов в мантии Земли основано на электрохимическом процессе, который стал возможен благодаря высокой проводимости мантийных расплавов и жидкостей.
Чтобы карбонаты можно было сначала превратить в углерод, а затем в алмаз, исходные соединения нужно восстанавливать. Для этого необходимы дополнительные электроны либо от подходящего партнера по реакции, либо из слабых электрических полей в породах мантии, а также напряжение менее 1 В.
Для эксперимента ученые из команды Пальянова засыпали карбонатный или карбонатно-силикатный порошок в платиновую капсулу с двумя электродами, вмещающую всего несколько кубических миллиметров, нагревали до 1300–1600 °C и сжимали в прессе высокого давления до 7,5 ГПа. Напряжение ставили либо от 0,4 до 1 В, либо его не подавали совсем.
При напряжении через несколько часов из карбонатного расплава вырастали крошечные кристаллы алмаза размером до 200 мкм. Они имели типичную октаэдрическую форму и были окружены другими минералами, которые часто встречаются вблизи природных алмазов. В контрольных экспериментах (с тем же исходным составом, но без электрического поля) не образовывались ни графит, ни алмаз.
Некоторые особенности синтезированных алмазов, включая октаэдрическую морфологию, относительно высокое содержание посторонних атомов азота и наличие включений силикатного карбоната, часто встречаются в природных алмазах типа Ia, составляющих более 95 % этих драгоценных камней на мировом рынке. Полученные учеными алмазы имеют такой же изотопный состав, как и некоторые природные: доля углерода-13 в них ниже, чем в исходных карбонатных или карбонатно-силикатных расплавах.
Результаты работы команды Юрия Пальянова показывают, что электрические поля следует рассматривать как важный дополнительный фактор, влияющий на кристаллизацию алмазов.
