희소 다이아몬드의 내부에 갇혀 있던 지구 심부의 비밀

by Wilerson S Andrade 출처:https://www.flickr.com/photos/will_spark/

다이아몬드 등의 보석 중에는 내부에 액체나 다른 광물과 같은 내포물(인클루젼)을 가지는 것이 있습니다. 흠집이나 균열과 마찬가지로 보석의 가치를 낮추는 요인으로 일반적으로 기피되는 인클루젼에 대한 연구로 지구 내부에 대한 새로운 지식을 얻었다고 보고되었습니다.

Hydrous peridotitic fragments of Earth’s mantle 660 km discontinuity sampled by a diamond | Nature Geoscience
https://doi.org/10.1038/s41561-022-01024-y

Ultra Rare Diamond Suggests Earth's Mantle Has an Ocean's Worth of Water - Scientific American
https://www.scientificamerican.com/article/oceans-worth-of-water-hidden-deep-in-earth-ultra-rare-diamond-suggests/

Ultra Rare Diamond Suggests Earth’s Mantle Has an Ocean’s Worth of Water

Rare diamonds suggest water lurks much deeper in Earth's interior than scientists thought | Live Science
https://www.livescience.com/diamond-inclusion-water-lower-mantle

Rare diamonds suggest water lurks much deeper in Earth's interior than scientists thought

이번 연구에서는 다이아몬드 안에 있는 인클루젼이 테마가 되었습니다. 이러한 다이아몬드는 희귀한데 현재 퍼듀대학의 광물물리학자로 이전에는 미 보석학회의 연구원이었던 Tingting Gu 씨 연구팀은 레이저광이나 X선으로 결정을 파괴하지 않고 내용물을 조사하는 분석법을 구사하여 인클루젼을 스캔했습니다.

by Nathan D. Renfro and Tingting Gu

그 결과 인클루젼에서 링우다이트와 하부맨틀의 주성분인 브리지 마나이트, ferropericlase라는 광물이 발견되었습니다.

링우다이트는 상부맨틀의 주원료인 감람석(olivine)과 같은 화학조성을 가지고 있지만 매우 높은 온도와 압력으로 형성되기 때문에 다이아몬드 중에서 발견되기 전에는 인석에서만 발견됩니다. 또 수분을 많이 포함하는 성질을 가진 링우다이트가 하부맨틀의 광물과 함께 발견되었다는 것은 지구의 심부에는 지금까지 생각했던 것 이상으로 물이 많이 존재한다는 것을 시사하고 있습니다.

by Tingting Gu

지구의 깊은 부분에 대량의 물이 있을 가능성은 2014년의 연구에서도 나타났지만 이번 연구에 의해 더욱 견고한 것이 되었습니다. 연구에 직접 관여하지 않은 캐나다의 앨버타대학의 맨틀학자인 Suzette Timmerman 씨는 “만약 하나의 샘플만이라면 단순히 국소적으로 함수영역이 있을 뿐이었지만 두 번째의 샘플이 나왔기 때문에 넓은 범위에 적용할 가능성이 높아졌다”고 보았습니다.

지구의 깊은 영역에 포함되어 있는 수분이 지금까지의 정설보다 많다는 것을 보여주는 이번 연구결과는 플레이트 테크토닉스나 지중을 진행하는 지진파의 전파방법 연구에도 영향을 주기 때문에 다양한 분야에 도움이 됩니다.

Tingting Gu 씨는 앞으로 더 많은 다이아몬드에서 링우다이트를 발견하면 맨틀심부에 관한 연구가 더욱 진전될 것으로 기대하며 “만약 누군가로부터 프로포즈를 받아 끼워진 다이아몬드 반지에 인클루젼이 있다면 '아니오'라고 말하지 마시라"고 글을 남겼습니다.