Mokslo ir technologijų pasaulis

2007 metais tarptautinė mokslininkų komanda prestižiniame recenzuojamame mokslo žurnale „Nature“ pirmą kartą publikavo mokslinį darbą apie jų atrastus mažučius brangakmenius, slypinčius Vakarų Australijos Jack Hills vietovėje iškastų cirkono kristalų įbrėžimuose ir įskilimuose. Tačiau atlikus papildomų tyrimų paaiškėjo, jog šie brangakmeniai – iš tiesų visai ne deimantai, o poliravimo pasta, kristalų ruošimo laboratoriniams tyrimams metu įsispraudusi į mikroskopinius įbrėžimus.

Naujausius tyrimo rezultatus 2014 m. vasario 1 d. numeryje publikuos žurnalas „Earth and Planetary Science Letters“.

Kalifornijos universiteto Riversaide (JAV) mokslininkai ankstesnę kolegų klaidą aptiko fotografuodami tuos pačius tariamai seniausius deimantus naudodami galingą transmisinį elektroninį mikroskopą ir taikydami kitus vaizdinimo metodus. Ir vietoje apvalainų tikrų deimantų jie pamatė aštriabriaunius sintetinius deimantus, kokie naudojami poliravimo pastoje, rašo livescience.com.

„Mūsų užfiksuotais vaizdais negalima abejoti. Mėginių poliravimas specialia pasta, kurioje buvo dirbtinių deimantų, buvo siaubinga klaida“, - sakė Kalifornijos universiteto geofizikas ir tyrimo bendraautoris Harry Greenas.

Pirmojo tyrimo autoriai, savo mėginius papildomai analizei pateikę H. Greenui ir kitai tyrimo bendraautorei Larisai Dobrožineckajai, taip pat sutinka su naujausiomis išvadomis.

„Anuomet buvome įsitikinę, kad deimantai yra tikri, nes įrodymai mums atrodė akivaizdūs. Su L. Dobrožineckajos ir jos kolegų galutinėmis išvadomis sutinkame“, - sakė 2007 metais atlikto tyrimo pagrindinis autorius Thorstenas Geisler-Wierwille'is.

Cirkonai – patys seniausi Žemės paviršiaus kristalas – išliko nuo tų laikų, kai mūsų planetoje virė tikrų tikriausiais pragaras. Praėjusio amžiaus devinto dešimtmečio pradžioje mokslininkai nustatė, jog Jack Hills cirkono kristalai gali būti net 4,4 mlrd. metų amžiaus, sulipę į 3 mlrd. metų konglomeratus – nuosėdines uolienas, panašias į akmenuotų srovių nuosėdas.patys cirkonai yra gerokai senesni už konglomeratus, taigi, mokslininkai mano, jog mineralai į konglomeratus pateko juos išplovus iš Žemės seniausių uolienų.

Kiekvienas Jack Hills cirkonas yra tarsi laiko kapsulė, menanti Žemės pradžią. Kristalo mikroskopiniai burbuliukuose ir inkliuzijose pasitaiko elementų, kurie padeda sužinoti, kokia buvo mūsų jaunos planetos paviršiaus ir atmosferos sudėtis. Ir nors pastaruosius tris milijardus metų Jack Hills uolienos buvo kaitinamos ir slegiamos požeminiuose sluoksniuose, mokslininkai įrodė, kad cirkonai iš šių metamorfozes sukeliančių procesų gali ištrūkti santykinai nepakitę, išsaugoję istorinius duomenis.

„Šie cirkonai yra neįtikėtinai svarbūs“, - sakė H. Greenas.

Dėl to mokslininkus labai sudomino žinia, jog tarptautinė mokslininkų grupė, vadovaujama geochemikės Martinos Menneken, aptiko deimantų Jack Hills cirkonuose. Žurnalo „Nature“ straipsnyje, kuris pasirodė 2007 m. rugpjūčio 23 d., buvo skelbiama, jog atskiruose cirkonuose buvo rasta deimantų fragmentų, kurių amžius buvo nuo 4,3 iki 3,1 mlrd. metų. O dauguma deimantų buvo vos keletą kartų platesni už žmogaus plauką.

Deimantų atradimas cirkonuose reiškė, jog jauna Žemė buvo pakankamai vėsi, kad susidarytų santykinai stora kontinentinė pluta. Daugelis Žemės priešistorės modeliuotojų iki tol tikino, kad visa Žemė pirmuosius 500 mln. metų buvo padengta skystos lavos jūra – šis pragariškas laikmetis yra vadinamas hadėjumi. Tačiau deimantų atradimas reiškia, jog paviršius buvo pakankamai vėsus, kad susidarytų kelių kilometrų storio uolienų dariniai, po kuriais formavosi deimantai. Šis atradimas taip pat buvo palankus idėjai, kad vyko plokščių tektoninis judėjimas, kuomet plutos plokštės judėjo viena kitos atžvilgiu ir sudarė slėgį, reikalingą deimantams susiformuoti.

Tačiau kai kurie mokslininkai, taip pat ir L. Dobrožineckaja, šį atradimą vertino labai atsargiai, mat M. Menneken su kolegomis cirkonus poliravo deimantine pasta. Taip pat mokslininkams buvo sunku patikėti kolegų teiginiais, jog viename cirkono kristale sugebėta atrasti deimantų, kurių seniausio ir jauniausio susidarymo laikas skyrėsi daugiau nei milijardu metų.

„Tuo pasakojimu buvo neįtikėtinai sunku patikėti“, - sakė H. Greenas.

Užteršimas deimantine poliravimo pasta yra dažnai pasitaikanti problema kitai deimantų ekspertų grupei – tiems, kurių pagrindinė tyrimų sritis yra ultra-didelio slėgio uolienos. Tai yra vienos iš ekstremaliausių uolienų planetoje, susidariusios tektoninių plokščių susidūrimo zonų milžiniško slėgio sąlygomis, o vėliau iškeltos į paviršių. Ieškant tokių ultra-didelio slėgio zonų, deimantai yra vienas iš esminių pėdsakų.

Mokslo pasitaisymas

L. Dobrožineckaja yra ultra-didelio slėgio deimantų ekspertė, turinti priėjimą prie specialiai šių mineralų tyrimui skirtos įrangos. Prieš keletą metų ji paprašė mokslininkų iš Vokietijos leisti jai ištirti Jack Hills cirkonus, o pastarieji labai entuziastingai sutiko.

„Mus domino transmisinio elektroninio mikroskopo (TEM)“ rezultatai, o tuo metu patys TEM tyrimo atlikti negalėjome“, - sakė T. Geisler-Wierwille'is.

Kalifornijos universiteto mokslininkai pastebėjo, kad jų nufotografuotų deimantų forma yra artimesnė briaunuotiems sintetiniams deimantams. Ir jie buvo ne kietai įsitvirtinę cirkono struktūroje, o buvo tarsi palaidi. Be to, aplink šiuos deimantus buvo mineralų liekanų, kurių sudėtis atitiko poliravimo mišinio ir epoksidinės dervos, kuriuos Vokietijos mokslininkai savo laboratorijoje naudojo prieš tyrimus, cheminę sudėtį.

„Mes radome deimantinės pastos“, - sakė H. Greenas. Tačiau kai atėjo laikas publikuoti naujausių tyrimų rezultatus, draugystė tarp dviejų mokslininkų grupių baigėsi. Nors jos abi ir sutiko, kad į Jack Hills cirkonus pateko poliravimo pastos, T. Geisler-Wierwille'is vis dar tiki, kad giliau, cirkonų branduoliuose gali būti ankstyvosios Žemės deimantų.

H. Greenas su tokia nuomone kategoriškai nesutinka. „Jie gali grįžti prie savo Jack Hills cirkonų dėžės ir prisiruošti naujų mėginių. O jeigu mėgstate lažintis, galėčiau su jumis susilažinti, kad jokių deimantų niekas neras. Jack Hills cirkonai buvo išanalizuoti daugybę kartų, taikant daugybę skirtingų metodų, ir niekas niekada nerado jokių deimantų“, - sakė H. Greenas.

Ir iš tiesų, Vokietijos mokslininkai grįžo atgal prie savo cirkonų ir iš jų atsirinko apie tūkstantį, tokių, kuriuose ieškojo deimantų – nerado nė menkiausio brangakmenio ženklo. Tiesa, jie praneša radę šiek tiek į grafitą panašios anglies, tačiau tai jau visai kas kita.

Publikavimo vargeliai

Nors abi mokslininkų grupės, remdamosi TEM vaizdais, sutiko, kad 2007 metais žurnale „Nature“ aprašyti „deimantai“ yra iš poliravimo pastos, jų nuomonės išsiskyrė – vokiečiai tikėjo, kad kituose cirkonuose dar bus galima atrasti cirkonų, todėl atsisakė pridėti savo vardus prie Kalifornijos universiteto mokslininkų tyrimo straipsnio ir parašė savo straipsnį, kurio pagrindas buvo darbas, atliktas taikant panašius metodus.

Tačiau straipsnius pateikus recenzuojamiems žurnalams abu jie buvo atmesti: L. Dobrožineckajos tyrimą atmetė „Nature“, o T. Geisler-Wierwille'io - „American Mineralogist“.

„Nature“ straipsnio atmetimo priežasčių nekomentavo, tačiau H. Greenas sakė, jog recenzentai buvo T. Geisler-Wierwille'io idėjos šalininkai – jie manė, jog egzistuoja tikimybė, jog kai kuriuose cirkonuose esama tikrų deimantų.

Tačiau „Earth and Planetary Science Letters“ recenzentai sutiko, kad erdvės kitokioms idėjoms nėra, sakė Kalifornijos universiteto Los Andžele (JAV) geochemikas Markas Harrisonas, šio žurnalo redaktorių tarybos narys, priėmęs medžiagą publikavimui.

„Larisos [Dobrožineckajos] darbą vertino trys recenzentai ir nė vienas iš jų nematė jokios kitos galimybės“, - salė M. Harrisonas, kuris ir pats yra Jack Hills cirkonų ekspertas, kuris, ištyręs tūkstančius šių akmenėlių nėra radęs nė vieno deimanto.

O kadangi Jack Hills cirkono deimantai buvo naudojami kaip pagrindas modeliams, rodantiems, jog Žemė ataušo labai greitai, M. Harrisonas tikisi, jog naujasis tyrimas pakeis šią nuomonę. „Labai svarbu, kad žmonės liautųsi švaistę savo laiką. Ankstyvasis Žemės laikotarpis ne be reikalo vadinamas Hadėjumi“, - sakė geofizikas.