به نقل از scientificamerican، این دو نمونه الماس از معدنی در آفریقای جنوبی استخراج شده اند. مانند بسیاری از سنگ های قیمتی دیگر، این الماس ها دارای درون گیرها هستند — ذرات ریز از سنگ های اطراف که هنگام شکل گیری درون الماس به دام افتاده اند. اگرچه این درون گیرها برای جواهرسازان ناخوشایندند، اما برای دانشمندان منبعی ارزشمند از اطلاعات محسوب می شوند. به ویژه زمانی که الماس ها در اعماق غیرقابل دسترس گوشته زمین شکل می گیرند، این درون گیرها بدون تغییر به سطح زمین می رسند — تنها راهی که مواد معدنی می توانند صدها کیلومتر بالا بیایند بدون آن که از حالت اولیه خود خارج شوند.

در هر دو نمونه جدید، درون گیرهایی از کربنات های غنی از اکسیژن (در حالت اکسیدشده ) و آلیاژهای نیکل فقیر از اکسیژن (در حالت کاهش یافته ) یافت شده اند. همان طور که اسید و باز بلافاصله با هم واکنش می دهند، این دو نوع ماده نیز معمولاً نمی توانند مدت زیادی در کنار هم باقی بمانند. در حالت عادی، درون گیرهای الماس فقط یکی از این دو نوع ماده را نشان می دهند. بنابراین، حضور هم زمان هر دو نوع ماده، یاکوف وایس — استاد زمین شناسی دانشگاه عبری اورشلیم — و همکارانش را به شدت سردرگم کرد؛ به طوری که آن ها این نمونه ها را برای یک سال کنار گذاشتند.

اما پس از تحلیل مجدد، پژوهشگران دریافتند که این درون گیرها لحظه ای از واکنش شیمیایی شکل گیری الماس را ثبت کرده اند و برای نخستین بار تأیید می کنند که الماس ها می توانند از واکنش میان کربنات های اکسیدشده و فلزات کاهش یافته در گوشته زمین به وجود آیند. این نخستین باری است که دانشمندان نقطه میانی این واکنش را در یک الماس طبیعی مشاهده کرده اند.

وایس، نویسنده اصلی این مطالعه که در نشریه Nature Geoscience منتشر شده، می گوید: این دو ماده در واقع دو سوی طیف اکسایش هستند.

با حرکت به اعماق زمین، سنگ ها و مواد معدنی به طور فزاینده ای کاهش یافته می شوند — یعنی اکسیژن کمتری در دسترس است. اما شواهد مستقیم از این تغییر شیمیایی در گوشته بسیار محدود است.

محاسبات نظری پیش تر نشان داده بودند که زمین با عمق بیشتر از حالت اکسیدشده به حالت کاهش یافته تغییر می کند. مایا کوپیلوا، استاد علوم زمین، اقیانوس و جو در دانشگاه بریتیش کلمبیا که در این مطالعه مشارکت نداشت اما مقاله ای همراه آن نوشته، می گوید: ما درباره این کاهش شیمیایی تا عمق حدود 200 کیلومتر داده های تجربی داشتیم. اما آنچه در زیر 200 کیلومتر رخ می دهد فقط مدل سازی و فرضیه بود، چون دسترسی به مواد از آن عمق بسیار دشوار است.

نمونه های جدید که از عمق 280 تا 470 کیلومتری زیر سطح زمین آمده اند، نخستین بررسی واقعی از شیمی نظری گوشته را فراهم کرده اند. یکی از یافته ها، به گفته وایس، این است که مواد مذاب اکسیدشده در عمقی بیشتر از آنچه انتظار می رفت وجود دارند. کیمبرلیت ها — سنگ های آتشفشانی ای که الماس ها را به سطح زمین می آورند — اکسیدشده اند، بنابراین پژوهشگران تصور می کردند منشأ آن ها نمی تواند از عمق بیش از 300 کیلومتر باشد. اما این یافته ها نشان می دهند که سنگ های اکسیدشده در عمق بیشتری نیز وجود دارند — و در نتیجه، کیمبرلیت ها نیز ممکن است از آن عمق منشأ بگیرند.

به گفته وایس، واکنش های شکل گیری الماس احتمالاً زمانی رخ می دهند که سیالات کربناتی توسط صفحات تکتونیکی فرورونده به اعماق کشیده می شوند و مواد معدنی غنی از اکسیژن را با آلیاژهای فلزی گوشته تماس می دهند. (روش دیگر شکل گیری الماس، رسوب گذاری از سیالات غنی از کربن است که هنگام بالا آمدن در گوشته سرد می شوند — مانند بلور شدن شکر از شربت. مقاله جدید این فرآیند را رد نمی کند.)

درون گیرهای غنی از نیکل همچنین ممکن است توضیحی برای پدیده ای عجیب در برخی الماس ها باشند: گاهی اتم های نیکل جایگزین اتم های کربن در شبکه بلوری الماس می شوند. کوپیلوا می گوید این موضوع همیشه معما بوده، چون نیکل بسیار سنگین تر از کربن است و نباید به راحتی وارد ساختار بلوری شود. او می افزاید: حالا با دیدن این داده ها، فکر می کنم شاید این فقط نشانه ای از شکل گیری الماس در عمق خاصی باشد — موضوعی که بسیار جالب خواهد بود برای بررسی های بیشتر.