Электрическое поле помогает алмазам расти
Алмаз, как и графит, представляет собой особую форму углерода. Он знаменит высокой твёрдостью, которую ему придаёт кубическая кристаллическая решётка и прочные химические связи. На протяжении столетий его добывали в природе, а с 1950-х годов получают искусственно.
Большинство природных алмазов образуются в мантии Земли на глубине не менее 150 км при температуре свыше 1500оC и чрезвычайно высоком давлении в несколько гигапаскалей (1 Гпа = 109 П а), более чем в десять тысяч раз превышающем привычное атмосферное давление. Исходным материалом, по всей видимости, служат расплавы различного карбонатного или карбонатно-силикатного вещества: соединений магния, кальция и кремния, которые богаты как углеродом, так и кислородом. В настоящее время существует несколько гипотез о механизме формирования алмазов, но как именно этот ценный минерал углерода образуется глубоко под землёй, в точности неизвестно.
Исследователи из Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН (ИГМ СО РАН, Новосибирск) и Немецкого центра наук о Земле (GFZ, Потсдам), используя как эксперимент, так и теорию, обнаружили, что значимым фактором при формировании алмазов могут быть слабые электрические поля. Об этом они сообщили в журнале «Science Advances» (DOI: 10.1126/sciadv.abb4644).
В мантии Земли температура достаточно высока, поэтому многие соединения там находятся в расплавленном состоянии. Поскольку расплавы могут иметь высокую электропроводность, исследователи под руководством заведующего лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса ИГМ СО РАН, доктора геолого-минералогических наук Юрия Николаевича Пальянова выдвинули гипотезу, что в формировании алмазов в мантии Земли может участвовать электрохимический процесс. Они разработали модель образования алмазов, в которой центральную роль играют сильно локализованные (то есть ограниченные в пространстве) электрические поля,