"'블루 다이아몬드' 속에 지각-맨틀 순환 역사 들어있다"
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  • 승인 2018.08.02 09:45
  • 업데이트 2018.08.02 09:45
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미국 연구진 "붕소 함유 블루 다이아몬드, 맨틀 하부에서 형성" 

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 미국 자연사박물관에 있는 세계적으로 유명한 푸른색 '호프 다이아몬드'(Hope Diamond) 같은 '블루 다이아몬드'가 맨틀 하부에서 만들어졌다는 연구결과가 나왔다.

붕소가 함유된 블루 다이아몬드연구에 사용된 붕소가 함유된 블루 다이아몬드. 크기는 0.03 캐럿. [미국보석학연구소 제공=연합뉴스]
붕소가 함유된 블루 다이아몬드연구에 사용된 붕소가 함유된 블루 다이아몬드. 크기는 0.03 캐럿. [미국보석학연구소 제공=연합뉴스]

미국 보석학 연구소 (GIA) 에번 스미스 박사팀은 2일 국제학술지 '네이처'(Nature)에서 블루 다이아몬드에 함유된 이물질 등을 분석한 결과 지금까지 알려진 다이아몬드 중 가장 깊은 땅속인 맨틀 하부에서 만들어진 것으로 드러났다며 이는 지각 순환의 역사에 대한 많은 정보를 제공해준다고 밝혔다.

지표면을 덮고 있는 지각은 판들이 충돌할 때 맨틀 아래로 빨려 들어가면서 순환과정을 겪는다. 하지만 이런 지각의 순환이 어느 깊이까지 이루어지는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구진은 전체 다이아몬드의 0.02% 미만을 차지하는 희귀한 다이아몬드인 푸른색 다이아몬드(블루 다이아몬드=TypeⅡb)에 포함된 이물질들을 분석했다.

유명한 '호프 다이아몬드'를 포함한 블루 다이아몬드에는 붕소가 0.01∼10ppm 들어있고 이 때문에 푸른색을 띠게 된다. 붕소는 지표면을 이루는 지각에는 많이 있지만, 맨틀에는 거의 존재하지 않는 원소다.

붕소가 함유된 블루 다이아몬드연구에 사용된 붕소가 함유된 블루 다이아몬드. 길이 1.26㎝, 크기 3.81 캐럿. [미국보석학연구소 제공=연합뉴스]
붕소가 함유된 블루 다이아몬드연구에 사용된 붕소가 함유된 블루 다이아몬드. 길이 1.26㎝, 크기 3.81 캐럿. [미국보석학연구소 제공=연합뉴스]

연구진이 2년여에 걸쳐 블루 다이아몬드 46개를 다양한 방법으로 분석, 이들 다이아몬드가 지구에서는 맨틀 하부에서만 존재할 수 있는 극도로 높은 압력과 온도 아래에서 결정화돼 만들어졌다는 사실을 밝혀냈다.

이는 붕소가 들어있고 물을 다량 함유한 바다 밑 지각판이 다른 지각판과 충돌해 맨틀 아래로 빨려 들어가고, 맨틀 하부에서 다이아몬드가 결정화될 때 붕소가 결정 속에 이물질로 들어갔음을 의미한다고 연구진은 설명했다.

이들은 블루 다이아몬드가 지하 410∼660㎞인 상부·하부 맨틀 사이 천이층에서 만들어졌을 것으로 추정하고 있다. 이는 블루 다이아몬드가 150∼200㎞ 깊이에서 만들어지는 일반 다이아몬드보다 훨씬 깊은 곳에서 생성된다는 것을 뜻한다

연구진은 이 연구결과가 물을 다량 함유한 광물이 지금까지 생각해왔던 것보다 훨씬 더 깊은 맨틀 아래로 순환한다는 것을 보여준다고 밝혔다.

scitech@yna.co.kr


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