Xác nhận nguồn gốc bí ẩn của những viên kim cương xanh hiếm và giá trị bậc nhất lịch sử Trái đất: Địa ngục

Kim cương chắc ai cũng biết rồi. Là một trong những loại đá cứng cáp, bền vững và hoàn hảo nhất, kim cương có quá nhiều ứng dụng trong thực tế dù chủ yếu là để làm trang sức. Và cũng bởi vậy, thứ đá quý này luôn được xem là hàng xa xỉ phẩm, chỉ dành cho những người có tiền thôi.

Nhưng không phải kim cương nào cũng giống nhau. Tùy thuộc vào màu sắc, độ trong và nguồn gốc (tự nhiên hay nhân tạo) mà kim cương sẽ được định giá khác biệt. Trong số đó, quý và hiếm bậc nhất trên Trái đất chính là những viên kim cương xanh (blue diamond).

Hope Diamond - viên kim cương xanh bị nguyền rủa

Theo thống kê trên 13,8 triệu viên kim cương được khai thác trên Trái đất, chỉ có 0,02% có màu xanh thôi. Và kỳ lạ một nỗi, chẳng ai biết vì sao chúng có màu xanh cả, cho đến khi nghiên cứu mới đây được công bố trên tạp chí Nature đứng ra giải đáp.

Cụ thể theo các chuyên gia tại Viện đá quý Hoa Kỳ, kim cương xanh ra đời ở độ sâu xứng đáng được xem là "địa ngục". Độ sâu ấy ít nhất là 640km - gấp 4 lần so với những viên kim cương thông thường khác, và gấp đôi khoảng cách từ mặt đất đến trạm vũ trụ quốc tế ISS.

Trên thực tế, nguồn gốc của kim cương xanh đã luôn là một dấu hỏi rất lớn. "Chúng ta luôn biết rằng loại kim cương này phải có điều gì đó đặc biệt" - trích lời Jeffrey E. Post, quản lý Bảo tàng lịch sử tự nhiên Smithsonia. Nhưng cụ thể thế nào, chưa ai biết.

"Chúng ta đã thực sự không biết một tý gì về địa điểm loại kim cương này hình thành" - Evan M. Smith - nhà địa chất học, tác giả nghiên cứu chia sẻ.

Những dấu hỏi khó trả lời về kim cương xanh

Các chuyên gia đã thử lần theo dấu vết của các tạp chất trong nguyên tử carbon - đặc biệt là boron, thứ đã biến kim cương thành màu xanh. Dành cho những ai đã quên, thì kim cương là một dạng thù hình của carbon (dạng phổ biến hơn là than).

Các nguyên tử boron có thể thay thế carbon khi hình thành nên cấu trúc tinh thể. Dù không thể thay thế hoàn toàn, nhưng electron mất đi từ boron sẽ hấp thụ ánh sáng đỏ, từ đó biến viên kim cương trở thành màu xanh.

Tuy nhiên, chính phát hiện này lại khiến các chuyên gia đau đầu hơn. Boron trên thực tế là một nguyên tử rất phổ biến trên mặt đất. Càng xuống sâu, nó càng hiếm hơn. Vậy nên sự hiện diện của boron là khá phi lý, vì bản thân kim cương dù là xanh hay trong suốt cũng đều được hình thành ở nơi rất sâu dưới lòng đất.

Để trả lời được câu hỏi này, Smith đã xét nghiệm 46 viên kim cương xanh - trong đó có những viên trị giá hàng chục triệu dollar. Theo Post, số kim cương nhóm nghiên cứu này đã được tiếp xúc có lẽ là nhiều hơn bất kỳ ai trên thế giới này.

Smith cho biết, kim cương hình thành cũng giống như cây cối mọc lên từ đất vậy. Chúng hấp thụ các vật chất xung quanh, gom lại để lớn dần lên.

"Tôi muốn tạo ra một bức tranh về nơi ra đời của kim cương xanh" - Smith cho biết.

Quá trình hấp thụ ấy sẽ sinh ra tạp chất. Với thợ kim hoàn, tạp chất cần được loại bỏ. Nhưng với các nhà địa chất học, chúng nói lên rất nhiều điều về nơi viên kim cương được tạo ra.

Qua các xét nghiệm, Smith đã xác nhận một lượng calcium silicate và một số khoáng vật khác chỉ được hình thành ở áp suất cực kỳ cao. Rồi bằng cách nào đó, chúng trồi dần lên mặt đất. Áp suất giảm xuống khiến các khoáng chất này trở nên không ổn định và vỡ ra, để lại những mảnh tinh thể bên trong kim cương.

Kết quả xét nghiệm sâu hơn cũng xác nhận được nơi ra đời của chúng. Nơi ấy phải có 2 loại đá: vỏ trái đất dưới đáy đại dương, và lớp manti bên dưới. Từ dữ kiện này, chúng ta có đáp án: kim cương xanh đã ra đời ở nơi các mảng kiến tạo va vào vỏ Trái đất rất sâu dưới đáy đại dương.

Đây cũng là câu trả lời dành cho phân tử boron "vô lý" kể trên. Theo Smith, boron tồn tại trong nước biển. Ông giả định rằng vụ va chạm đã đẩy boron xuống dưới sâu, chạm đến cả quyển manti, và từ đó hình thành nên những viên kim cương siêu hiếm.

Tuy nhiên, Smith nhấn mạnh rằng dù có hợp lý đến đâu thì đây vẫn chỉ là giả thuyết. Chúng ta cần các nghiên cứu sâu hơn nữa, thậm chí là phải... hy sinh, đem một vài viên kim cương đắt tiền và quý hiếm ấy ra mổ xẻ. Nhưng có lẽ chẳng ai dám làm đâu, ít nhất là trong thời điểm hiện tại.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.

Tham khảo: IFL Science