Berlian terbesar dan paling berharga di dunia dapat lahir dalam kantong logam cair yang terletak jauh di dalam Bumi, sebuah studi baru menemukan.
Penemuan ini menunjukkan bahwa kantong logam cair yang dibumbui di seluruh lapisan mantel bumi, antara kerak dan inti planet, dapat memainkan peran kunci dalam bagaimana karbon dan unsur-unsur lainnya menjadi kunci siklus kehidupan antara interior bumi dan permukaan planet, kata para peneliti.
Secara umum, berlian terbentuk jauh di dalam batuan panas mantel bumi, naik ke permukaan dengan letusan gunung berapi. Berlian berkualitas permata terbesar yang ditemukan hingga saat ini adalah berlian Cullinan, yang digali di Afrika Selatan pada tahun 1905. Berlian 3.106,75 karat, yang kemudian dipotong-potong menjadi beberapa bagian yang dipoles, awalnya berbobot 1,37 pon. (621,35 gram), dan sekitar 3,86 inci (9,8 sentimeter) panjangnya.
Penelitian sebelumnya menemukan bahwa berlian berkualitas permata terbesar di dunia menonjol dari permata yang lebih kecil tidak hanya dalam ukuran, tetapi juga dalam komposisi dan struktur.
"Mereka memiliki sangat sedikit inklusi yang terperangkap di dalamnya - yaitu, bahan yang bukan intan," kata pemimpin penelitian Evan Smith, seorang ahli geologi di Gemological Institute of America di New York. "Mereka juga relatif murni, yang berarti sebagian besar berlian ini hanya terbuat dari atom karbon, tidak seperti banyak berlian lainnya, yang mengandung atom nitrogen di sana-sini menggantikan atom karbon mereka."
Selain itu, ketika berlian terbesar berada dalam keadaan kasar dan tidak terpoles, "bentuknya tidak beraturan, seperti permen lolipop yang sudah ada di mulut seseorang untuk sementara waktu, alih-alih kristal simetris yang bagus yang sering dipikirkan orang dengan berlian," Smith memberi tahu Live Science.
Perbedaan-perbedaan ini membuat para ilmuwan berspekulasi bahwa berlian besar mungkin terbentuk dengan cara yang berbeda dari berlian yang lebih kecil dan lebih umum. Namun, berlian berkualitas permata terbesar di dunia "bernilai sangat banyak uang sehingga sangat sulit untuk mendapatkan akses ke mereka untuk penelitian," kata Smith. Ini telah menghalangi penelitian yang mungkin memecahkan misteri asal-usul permata besar ini, jelasnya.
Sekarang, Smith dan rekan-rekannya telah menganalisis 42 spesimen jadi dari perhiasan tersebut yang masing-masing dipinjamkan kepada para peneliti selama beberapa jam pada suatu waktu. Selain itu, para ilmuwan memeriksa dua sampel yang belum selesai dan sembilan yang disebut "potongan," potongan yang tersisa setelah sisi permata dipotong dan dipoles untuk kilau maksimal.
Para peneliti mendeteksi butiran logam kecil yang terperangkap di dalam sampel ini. Inklusi terdiri dari campuran padat dari besi, nikel, karbon dan belerang, kombinasi yang tidak pernah terlihat pada berlian biasa, kata rekan penulis studi Steven Shirey, ahli geokimia di Carnegie Institution for Science di Washington, DC. Para ilmuwan juga mendeteksi jejak metana dan hidrogen di ruang tipis antara inklusi ini dan berlian yang membungkus.
Butir logam adalah bukti bahwa berlian besar kemungkinan memiliki asal yang tidak biasa, kata para peneliti. Kimia dari inklusi logam ini menunjukkan bahwa berlian besar mengkristal dari kantong cairan logam. Sebaliknya, berlian lain kemungkinan tumbuh dari sup kimia yang sarat dengan karbon, oksigen, dan hidrogen, kata Smith.
Sejumlah sampel yang diteliti para peneliti juga memiliki inklusi mineral yang mengandung silikon yang terbentuk pada tekanan tinggi yang ditemukan pada kedalaman ekstrim, kata para ilmuwan. Para peneliti memperkirakan bahwa berlian besar adalah permata "superdeep" yang kemungkinan terbentuk pada kedalaman sekitar 254 hingga 410 mil (410 hingga 660 kilometer). Sebagai perbandingan, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa sebagian besar berlian permata lainnya terbentuk pada kedalaman hanya 93 hingga 124 mil (150 hingga 200 km).
Temuan ini memberikan bukti langsung dari reaksi kimia yang diduga lama diduga secara teoritis dalam mantel bumi yang membuat kantong logam campuran besi-nikel, kata Smith. Sebagian besar besi dan nikel dalam mantel bumi, sebaliknya, biasanya terikat dengan oksigen atau bahan kimia lain, jelasnya.
Meskipun berlian besar dan berlian yang lebih umum kadang-kadang ditemukan bersama-sama, itu tidak berarti mereka terbentuk bersama-sama, kata Shirey kepada Live Science. Sebaliknya, magma yang sama yang mengalir ke atas untuk membawa berlian besar ke permukaan juga dapat menyeret berlian yang lebih kecil yang terbentuk pada kedalaman yang lebih dangkal, katanya.
Temuan ini tidak boleh diambil untuk menyarankan "bahwa ada lautan logam cair jauh di mantel bumi," kata Smith. Logam cair kemungkinan hanya ada di saku "terbatas pada ukuran kepalan tangan, jika saya menebak, yang dibumbui di seluruh mantel," tambahnya.
"Tidak banyak besi metalik ini - hanya sekitar 1 persen dari mantel," kata Smith. "Namun, itu mengubah cara kita berpikir tentang Bumi yang lebih dalam, karena unsur-unsur seperti karbon larut dengan baik dalam besi metalik. Ini berarti keberadaan logam ini dapat berdampak pada siklus karbon, nitrogen, dan hidrogen dari Bumi dalam ke permukaan. , dari mantel Bumi ke tempat kita tinggal. "
Penelitian di masa depan dapat menyelidiki elemen apa saja yang ada dalam berlian besar ini atau potongannya, dan apa isotop yang dimasukkan, kata Smith.
"Itu mungkin membantu menjelaskan asal-usul logam ini. Dari mana asalnya, bagaimana bentuknya, seumur hidup apa yang dimilikinya, proses apa yang dilibatkannya," katanya.
Para ilmuwan merinci temuan mereka secara online hari ini (15 Desember) di jurnal Science.
