Не так давно были найдены алмазы, удивительно похожие на искусственные, которые выращивают и синтезируют в лабораториях.
При этом, это оказалось не случайностью. Российский Толбачик — не единственное место, где находили подобные минералы: их находили на Тибете, в заполярных областях Урала, в Турции, в Албании. Причем по составу, виду, структуре и другим параметрам — невероятно похожие на синтетические, но найденные в натуральных, природных породах.
Как такое могло произойти? Скорее всего эту тайну можно считать раскрытой, хотя мировое сообщество будет с неохотой это признавать…
Невероятное количество журналов и ученых публиковало сотни страниц на тему неизвестных и «псевдосинтетических» алмазов. Но недавно Институт Геологии и Минералогии им. В.С Соболева РАН поняли, что эти алмазы и правда искусственные, а не настоящие. Ученый-геолог Константин Дмитриевич Литасов говорит: «Два года назад московские коллеги из Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского предложили мне исследовать несколько алмазов с Толбачика. Изучив их, мы поняли, что по многим характеристикам они – почти абсолютная копия синтетических алмазов (такие выращиваются, в том числе, и в нашем институте). Сходство найденных на вулканах алмазов с синтетическими отмечали и авторы многих научных статей, настаивая всё же, что эти алмазы – природные. Мы задались вопросом: неужели в естественной среде каким-нибудь удивительным образом реализуются условия, воспроизводящие процесс синтеза, который мы видим в лаборатории?»
Магматическая камера изнутри
Ученых очень сильно смутило, что алмазов, ведущих свое происхождение во время вулканических процессов, почти никогда не находят. Они получаются в условиях сверхвысокого давления и огромной температуры, свойственных глубине в 200 километров. Но на Камчатке имеются магматические камеры, и расположены они в районе 20-40 километров под землей. Так как обычно алмазы медленно выталкиваются тысячелетиями наружу, где его могут найти люди, подобных алмазов на Камчатке быть не могло: в магматической камере он расплавится и растворится за час.
«Бывает, что лава прорывается через породы, содержащие алмазы. В этих случаях какие-то редкие находки можно ожидать, но такие алмазы по своим характеристикам будут существенно отличаться от синтетических», — добавляет ученый. ИГМ СО РАН объединило усилия с учеными из Токийского Университета, самого престижного альма-матер в Японии. Они использовали высокотехнологичные, точные и мощные методики, такие как:
— рентгенофлуоресцентный анализ на ускорителе,
— масс-спектрометрический микроэлементный анализ с помощью лазерной абляции
— просвечивающую электронную микроскопию.
После этого, по словам ученого, исследование напоминало детектив.
Ученый обратил внимание на то, что подобные алмазы находили по всему миру в особых породах. Эти породы называются офиолитами и они представляют собой океанические плиты, которые ныряют вглубь земли, а потом выныривают обратно на поверхность в результате сложных тектонических процессов. Это оставляет на них метки высокого давления, которое можно найти на глубине 50-60 километров. При этом, даже такая глубина слишком мала для появления алмазов, но их постоянно там находят. Китайские геологи давно обратили на данную закономерность внимание и написали много работ по этой теме.
«Когда я познакомился с обширной литературой по алмазам в офиолитовых породах, то увидел, что по своим характеристикам они абсолютно похожи и на толбачинские, и на синтетические алмазы. У нас не было возможности самим изучить эти образцы, но китайские исследователи описали их очень скрупулезно, в том числе — определили состав микровключений в этих алмазах (то есть сделали почти то же самое, что мы для алмазов Толбачика), — рассказывает Константин Литасов. — Я обратил внимание, что во всех офиолитовых алмазах с Тибета, Урала, из Албании, Турции и других мест был почти одинаковый состав включений близкий к Ni70Mn25Сo5. Я просто проверил этот состав через Google Scholar. В поиске выпало более 50 статей об использовании катализатора абсолютно такого же состава для выращивания синтетических алмазов в Китае. Это снова свидетельствует о том, что необычные алмазы являются просто заражением проб». Результаты исследований подробно описаны в таких научных журналах, как Gondwana Research, High Pressure Research и «Геология и геофизика».
В результате чего было установлено следующее: в алмазах есть включения, идентичные Ni60Mn40, который также зовется ПРГН-40, и является катализатором роста алмазов. Он, кстати, производится в России.
Установить ясность в происхождении «нового типа алмазов» важно по двум причинам. Во-первых, с каждым годом о несуществующем природном явлении выходит всё больше и больше научных статей и строятся невероятные модели его происхождения. А во-вторых, в Китае, например, на разработку «месторождений» этих алмазов уже выделены крупные гранты.
И всё-таки, каким образом синтетический алмаз мог попасть в пробу?
Некоторые ученые предполагают, что искусственные алмазы намеренно подкладывают в пробы. Но если задуматься, то получится, что по всему миру во многих странах огромное количество ученых просто взяли и решили произвести подлог. Причем все из этих ученых работают в сходной тематике исследований, у многих из них огромный научный авторитет и ранее никто из них не был замечен в подобных махинациях. Получается какая-то теория заговора с алмазным лобби. Литасов говорит, что на самом деле наиболее вероятным является вариант со случайным загрязнением проб. Многие из проб брались в уже использованных месторождениях.
«Я считаю, что в случае алмазов из офиолитов может быть два источника такого загрязнения. Во-первых, эти алмазы найдены в основном на месторождениях, где идет открытая разработка хромитовых руд. При этом используются и буровые установки, и режущий инструмент, в состав которых входят синтетические алмазы. Но наиболее вероятно всё же загрязнение на фабрике, на том этапе, когда алмазы выделяют из пробы», — объясняет ученый.
Так, в офиолитах Тибета нашли корунд и муассанит, которые имели сверхвосстановленные включения, которые совсем не похожи на земные. Среди этих включений были трехвалентный оксид титана, карбиды и нитриды титана, карбиды кремния и циркониевые минералы. Точно такие же минералы были обнаружены в породах горы Кармель в Израиле, где нашли кармелтазит. «Мне пришла мысль: как алмаз, так и корунд, карбид кремния — это стандартные минералы для абразивных материалов (они используются во многих инструментах). Я подумал, что надо обратить на них внимание, проверить, есть ли какое-то сходство. На глаза мне попалась наждачная бумага, сделанная из синтетического корунда достаточно крупной зернистости, — с зернышками до одного миллиметра. Я взял кусочек этой бумаги, отполировал зерна и с огромным удивлением обнаружил в них всю ассоциацию, которая наблюдается в этих так называемых природных корундах из офиолитов Тибета и вулканических пород горы Кармель (Израиль). Я испытал настоящий шок, поскольку по этим породам уже опубликовано несколько статей, названо большое количество новых минералов (например, минерал кармелтазит)». — говорит Литасов.
Об этом говорится в статье в журнале Lithos. Странный муассанит все еще надо исследовать, но эксперты пророчат ему похожие результаты. Точно так же, как алмаз, корунд и карбид кремния, этот материал используется в режущих инструментах и шлифовальных кругах. «Представьте, когда разрабатывается месторождение, во все стороны летят вода, пыль, после чего везде останутся кусочки этих корундов и муассанитов (хотя с происхождением именно муассанита всё может быть не так однозначно)», — комментирует исследователь.
Между 1940 и 1960 годами в СССР была написана целая плеяда работ, где описывались все эти минералы в промышленной добыче. А о том, что синтетические материалы можно спутать с настоящими, известно с незапамятных времен. Еще в 1979 была написана статья о том, что нужно быть очень осторожными при открытии «нового минерала», так как это может быть синтетика, потерянная при разработке месторождения.
«Есть правила международной минералогической ассоциации по открытию новых минералов, но в данном случае они почему-то игнорируются. В последние 10—20 лет мы, к сожалению, потеряли тесную связь между науками о Земле и материаловедением. И я надеюсь, наши статьи если не положат конец таким странным находкам, то, по крайней мере, обратят на них внимание. Мы, вслед за В.С. Соболевым, призываем к более внимательному отношению к поднятой проблеме. Потому что за этими неправдоподобными образцами можно не только пропустить что-то действительно очень важное, но и направить науку по ложному пути, а также потратить много лет и средств на исследование несуществующих в природе объектов», — рассказывает Константин Литасов.