Zemské hlubiny jsou sice mnohem blíže než Měsíc a další vesmírné objekty, přesto pro nás zůstávají velice záhadné. Před našimi zraky a přístroji je chrání mocné vrstvy hornin, takže je můžeme studovat jenom nepřímo. A když se nám to povede, tak v hlubinách Země objevujeme podivuhodné věci.
Podle výsledků výzkumu Ulricha Faula z MIT a jeho spolupracovníků se v zemi pod našima nohama ukrývá více než biliarda (čili deset na šestnáctou) tun diamantů. Diamantovou horečku ale nejspíš nečekejte, alespoň zatím. Vědci odhadují, že populární drahokamy spočívají hlouběji než 160 kilometrů. Tím pádem jsou pro současné technologie spolehlivě nedosažitelné.
Diamantový poklad by měl ležet uvnitř litosférických kořenů, které připomínají hory otočené vzhůru nohama a sahají z kratónů, starých a velmi stabilních částí litosféry, až několik set kilometrů do zemského pláště. Faul s kolegy odhadují, že spodní konce litosférických kořenů obsahují 1 až 2 procenta diamantů. Vzhledem k naprosto kolosální hmotnosti litosférických kořenů představuje i pár procent obrovskou hmotu.
Pokud mají Faul a spol. pravdu, tak diamant není tak vzácným minerálem, jak jsme si doposud mysleli. Z geologického úhlu pohledu by byl vlastně docela běžný. Jak Faul poznamenává, k těmto diamantům se sice nemůžeme za normálních okolností dostat, teď ale tušíme, že diamantů na Zemi existuje ohromné množství.
Jak se takový ultimátní diamantový poklad hledá? Faul s kolegy si všimli anomálie v seismických datech. Americká geologická agentura US Geological Survey, a podobné agentury ve světě, během posledních desetiletí ukládají záznamy seismické aktivity. To jsou vlastně zvukové vlny, které cestují vnitřkem planety poté, co je spustilo zemětřesení, tsunami, exploze nebo nějaká podobná čertovina. Když vědci analyzují zachycené seismické vlny, tak z nich mohou vyčíst leccos zajímavého.
Seismické vlny nám mohou prozradit i to, jak naše planeta vypadá zevnitř. Procházejí totiž horninami různou rychlostí, která odpovídá teplotě, hustotě a složení hornin. Právě díky seizmickým vlnám můžeme odhadnout, z čeho se skládá litosféra, svrchní obal planety, tvořený zemskou kůrou a nejsvrchnějšími vrstvami zemského pláště.
Když ale badatelé studovali litosféru pomocí záznamů seismických vln, tak si všimli podivné anomálie. Zjistili, že zvukové vlny v hlubinách nápadně zrychlují, když procházejí litosférickými kořeny. Kratóny jsou obecně chladnější a také méně husté, nežli okolní hmota zemského pláště. V takovém prostředí by se zvukové vlny sice měly šířit rychleji, ale zdaleka ne tak rychle, jak ukazují data ze zmíněné anomálie.
Faul a spol. analyzovali, modelovali a také používali výsledky svých předešlých experimentů, v nichž testovali rychlost průchodu zvukových vln rozmanitými minerály. V simulacích vytvářeli virtuální horniny a zjišťovali, která z nich se bude chovat podobně, jako pozorovaná anomálie v litosférických kořenech.
Nakonec dospěli k závěru, že seismickou anomálii má na svědomí hornina tvořená magmatickým peridotitem, čili klíčovou horninou zemského pláště, s příměsí metamorfované horniny eklogitu, který reprezentuje zanořenou oceánskou kůru, plus zmíněná 1-2 procenta diamantů. Podle odborníků to dává to smysl, protože právě po okrajích litosférických kořenů probíhají úzké a dlouhé kimberlitové komíny, které se proslavily vysokým obsahem diamantů. Jestlipak se k tomuhle pokladu někdy dostaneme?
Video: Ulrich Faul: Rheology and Anelasticity
Literatura
MIT News 16. 7. 2018, Geochemistry, Geophysics, Geosystems online 19. 6. 2018.
Vnitřní jádro Země je mimo rytmus
Autor: Stanislav Mihulka (19.05.2013)
Ve vnějším jádru Země teče obrovská řeka roztaveného železa
Autor: Stanislav Mihulka (27.12.2016)
Diamant z hlubin přinesl první nález jednoho z nejhojnějších minerálů Země
Autor: Stanislav Mihulka (09.03.2018)
Diskuze:
No dobře. Diamanty vznikají při extrémním tlaku nad 3 GPa v hloubce pod cca 100 km při teplotě řekněme cca 1500°C. Pokud však pomalu stoupají vzhůru, tlak klesá a dostatečně vysoká teplota je přemění na pouhý grafit. Jaký mechanizmus umožní překonat rychl
Josef Hrncirik,2018-08-09 12:06:39
Předčasná panika na burze. Po zchládnutí zemského jádra z Fe7C3 a rozpadu na Fe3C vykrystaluje z 6 Et uhlíku jako diamant 112 Pt uhlíku. Velmi zajímavá bude i cena přitom vzniklého litinového šrotu z jádra.
Josef Hrncirik,2018-07-18 21:52:48
10.1073/pnas.1411154111
10.1073/pnas.1411154111/-/DCSupplemental
Hidden carbon in Earth´s inner core revealed
Eklogit.
Petr Šohaj,2018-07-18 11:54:42
Biliarda je myslím deset na patnáctou. Pozůstatky těchto litosférických kořenů máme i u nás. Eklogit je jedna z nejhustějších hornin s velkým obsahem hořčíku ve formě granátů (jako minerály), protože je právě z těch velkých hloubek (SiMa). Ten sonografický výzkum je velice zajímavý, ale je škoda, že se to popularizuje prostřednictvím diamantů. Musí se počkat stovky milionů let, až vystoupí výš a budou přístupné. A mimochodem, já jsem si rozhodně nemyslel, že je v zemi tisíckrát méně diamantů... :-)
Re: Eklogit.
Vojta Ondříček,2018-07-18 17:16:30
V těch pojmenování velkých jednotek čísel je naprostý zmatek:
Zdroj : https://de.wikipedia.org/wiki/Lange_und_kurze_Skala
Biliarda je v našich krajích 10^15 (Peta), V USA, Anglii, Brasilii a td. Quadrillionem, tedy tisícem Bilionů.
Pro nás je Quadrillion 10^24 (Yota) a v USA tomu říkaj Septilion.
Rozdíl je v systematice - krátká škála (USA a pod.) má základ v tisícovce, kdežto my v milionu.
No a co se týče těch diamantů v útrobách naší uhlíkaté planety, si myslím, že jsou krystalizovány denně tuny dalších a dalších.
Re: Re: Eklogit.
Davidx Brazina,2018-07-18 19:43:33
pritom by zaklad mel byt tisic, milion je od francozskeho mille tedy tisic, milion by mel byt tisic tisicu, bilion tisis tisic tisicu, trilion tisic tisic tisic tisicu a tak dale.
Re: Re: Re: Eklogit.
Vojta Ondříček,2018-07-19 13:22:19
Asi by bylo záhodno v té momenklatuře docílit celosvětovou jednotu.
Máte pravdu "mile" (migliaio) je italsky tisíc a tisícovka je znázorněna římskou "číslicí" M.
ovšem máme tu už závazné a uznávané předpony
kilo 10^3
mega 10^6
giga 10^9
tera 10^12
...
Nic tedy nebrání v použítí "náklady na stavbu dosáhly 3,75 G-Kč" jde-li o miliardy a T-Kč jde-li o zadlužení státního rozpočtu.
Chysta se vrt?
David Oplatek,2018-07-18 05:55:59
Chystaji se nejake nove hlubinne experimentalni vrty? Soucasnych 12 km je fakt malo.
Osobne se dost podivuji nad zatracovanosti tohoto vyzkumu, firmy by na techo hlubinnych testovacich vrtech mely vydelavat majlant. V takove hloubce by mely vzdycky najit nejakou surovinu...
Re: Chysta se vrt?
Alexandr Kostka,2018-07-18 10:01:41
Najít možná. Potíž je "vytěžit". Natož tak levně a takové množství, aby se to vyplácelo. Člověk se tak hluboko nedostane a techniku, která by tam zvládala těžit také nemáme. A vrt samotný není dost velký, aby se jím dala spouštět nějaká technika, musel by se ohromně rozšířit. A v desetikilometrové hloubce je dost horko, muselo by tam být hodně šílené chlazení.
PS: Nemyslím, že to bude nedostupné stále, technika se vylepšuje, momentálně má nejhlubší důl skoro 4 kilometry, před pár desítkami let nepředstavitelné číslo. Ovšem co se týká diamantů 160 km hluboko. Podle mě když se naučíme zvládat teploty a tlaky jaké jsou tam, budeme umět dělat diamanty uměle. (Míněno levně a po velkých množstvích. V malém je umíme uměle udělat již teď)
Re: Re: Chysta se vrt?
Roman Gramblička,2018-07-18 10:45:38
přesně tak. Jednak, pokud by se v hloubkách objevili veliká vytěžitelná ložiska diamantů (či jiných cenných surovin), srazilo by to jejich cenu natolik, že by se přestalo vyplácet je tam těžit. S teplotou bychom se snad vypořádat dokázali, ale ten tlak je astronomický, přes ten by to nešlo. Pokud bychom vyhloubili dostatečně širokou šachtu někam do 10-15km, tlak by se postaral o to, že by se šachta dříve či později uzavřela.
Mimochodem v tom 12km kolském vrtu se jádro po vytažení na povrch explozivně rozpadalo - vystřelovali z něj úlomky. A teď si představte, že byste vydolovali diamanty ještě z větší hloubky - ty by se vlivem prudkého poklesu tlaku rozpadli na střípky
Mimochodem po druhé, za určitých teplot a tlaků se horniny začínají chovat duktilně (kváziplasticky)a v takovém materiálu se vrtat nedá
Re: Re: Re: Chysta se vrt?
David Oplatek,2018-07-19 05:57:52
Nemusi se jednat o diamanty. Ty asi zatim vazne nema vyznam tezit. Spis velice vzacne prvky nebo mineraly. Kdo vi co tam vsechno je...
Ta plasticita me zaujala. Od jakych tlaku to vznika (hloubce) pro bezne zemske horniny? Nemohl by prave tlak pomoci pri vyzvedavani materialu?
Prophet Deborah po 5 g hašiše: Pohoří tekou před zrakem Akbara jako horské bystřiny a slyším jak s hřmotem střemhlav padají do přehlubokých vrtů, ještě než se jejich stěny zavírají jako ... .
Josef Hrncirik,2018-07-19 10:12:40
Také já jsem si chtěl ve videu kol. 105´ vyhledat adekvátní viskozitu hornin a pažení, abych je mohl dosadit do Debořina bezrozměrného rheologického kritéria.
Neumožnila mi to však nemožnost zvětšení nánoobrazu videa.
Plasticita (viskozita) hornin extrémně závisí na teplotě a obsahu nízkotajících "změkčovadel" (vody a alkalických kovů). Naopak viskozita roste přítomností iontů s velkým nábojem či dlouhých řetězců (SiO2).
Josef Hrncirik,2018-07-19 12:40:53
Obrovské masivy hornin mohou stoupat vzestupnými proudy rychlostí cca ?1 mm/rok ke kůře. Rychlost je malá, protože jsou malé tlakové gradienty (hlavně z teplotních gradientů) pro vlastní tok a kvůli velké viskozitě.
Zcela jiná je situace v místech aktivních sopečných dějů, kde uvolňováním těkavých složek (hlavně vázané vody, ev. i z OH skupin v minerálech) prudce roste tlak i tekutost. Nsvíc to jsou oblasti, kde má teplotní gradient anomální, příznivé hodnoty pro tyto děje a kde jsou též ("změkčovadla či tavidla") aktivně podsouvána do velkých hloubek.
Re: Chysta se vrt?
Vojta Ondříček,2018-07-18 17:30:15
Zmínil bych nejhlubší vrt, který provedli Rusové na poloostrově Kola. Dosáhl hloubky 12.262 metrů, konečný průměr 214 mm. Tento pokusný vrt byl ukončen 1989 kvůli šíleným nákladům a další neproveditelnosti. Plánovaný cíl 15 km tedy nebyl dosažen.
Re: Re: Chysta se vrt?
David Oplatek,2018-07-19 05:55:00
O tomhle vrtu vim. Jsou i hlubsi. Planuje se nejaky experimentalni hlubsi?
Re: Re: Re: Chysta se vrt?
Vojta Ondříček,2018-07-19 12:59:32
V Bavorsku dokončili 1994, po 25 letech, vrt v hloubce 9 km. Podle následujícího článku je titulován jako nejhlubší vrt světa:
https://www.br.de/radio/bayern1/sendungen/mittags-in-niederbayern-und-der-oberpfalz/tiefbohrung-windischeschenbach-100.html
Jde o vrt o průměru 22cm, je přístupný veřejnosti a lze do něj nahlédnout, ale jen do 13 metrů, k hladině spodní vody. Každý měsíc spouští vědci do vrtu sondy. Ten tlak a teplota vody v 9 km hloubce asi ty sondy dost zatěžuje. Dole má být teplota kolem 300°C, což odpovídí klasickému geothermickému stupni 30K pro km.
Kdysi jsem četl, že existují delší vrty, ale ne vrty do větší hloubky.
Jestli se něco plánuje ???
Řek bych, že jo, ale je to nákladná záležitost a tak musí takový vrt nabízet nějaký zisk. Nejhodnotnější zisky jsou ty pro vědu.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
