2014年7月3日木曜日

3_132 ダイヤモンド 5:仮説

 いよいよオフィオライトの中のダイヤモンドが、どうしてできたかについてです。いろいろと重要な事実はわかってきました。まだ定説はありません。現段階では仮説になりますが、できかたについても考え方を紹介しましょう。

 さて、シリーズの最後になりました。いよいよオフィオライトのダイヤモンドが、どのようにしてできたかの謎解きです。定説はまだないので、報告の中心人物であるヤン(J.-S. Yang)たちの仮説に基づいて紹介していきます。
 これまで、紹介しなかった重要な事実が他にもあります。ダイヤモンドはクロミタイトという岩石のクロマイトという鉱物の中に形成されていることを、紹介しました。似たような産状で、クロマイトの中にカヤナイトやコーサイトとよばれる高温高圧でできる鉱物も見つかっています。他にも、ジルコン、コランダム、ルチルなどオフィオライトには通常ないような鉱物も見つかっています。
 オフィライトの形成場である海嶺という考えは、多くの証拠から多分動かしがたいものと思われます。ということは、これまで海嶺ではできないと思われるような鉱物が、オフィオライトにあったということは、海嶺でこのような鉱物ができる条件があるということになります。ただし、そのような鉱物を産出するオフィオライトは、少々わかった経歴のマントルになります。
 核(コア)の境界からマントル対流の上昇流にあたるプルームが、上部マントルと下部マントルの境界(遷移帯と呼ばれます)付近に上昇してきます。これは、海洋プレートを形成する重要なマントル対流となります。ただし、プルームは深さ、600kmくらいのところにいったん止まります。
 一方、マントルの遷移帯には、沈み込んだ海洋プレートが落ち込んで混じっているところもあります。沈み込んだ海洋プレートには、変質した海洋地殻や砕屑性堆積物、生物源堆積物なども混じっていることがあります。このような遷移層は、地球表層にあるような元素(炭素、あるみ、ケイ素など)によって「汚染」されている部分になります。つまり「肥沃なマントル」の要素があることになります。プルームが、そのような場に上昇してくると、その熱によって選択的に炭素などの多い流体(インコンパティブル元素に富んだもの)が抽出され、ダイヤモンドなどができる環境ができます。
 クロマイトは丈夫な鉱物なので、中にできた鉱物が分解することなく、上部マントル内の上昇流として海嶺の下にたどりつき、マグマだまりのなかでも溶けることなく、そのままクロミタイトとして沈殿していったと考えるのです。
 このような仮説をみると、いくつかの疑問はあります。ただし、可能性としてはあるかもしれないとも思えます。疑問としては、ダイヤモンドが上部マントを移動する時、なぜ低圧で安定な鉱物に変わらないのか。スピードが遅い上昇流なので相転移するはずです。他の高圧鉱物も同じです。
 この仮説を証明するには、現在の海洋プレート内で、ダイヤモンドを発見する必要があります。ところが、現在のボーリング技術では、海洋地殻までは達していますが、マグマだまりの底にあたるカンラン岩までは達していません。またボーリングは、狭い範囲しか見ることができません。見つからないことが無いことにはなりません。
 とりあえずは、地上にある海洋プレートの化石であるオフィオライトで調べるしかありません。日本列島にもオフィオライトは多数見つかっています。そこでダイヤモンド探しをしてもいいのかもしれません。とりあえずは、ヤンたちがやった大量の岩石を処理して、タイヤモンドがあるかどうかチャレンジすると面白いかもしれません。でも、徒労になる可能性もありますが。

・先入観・
今回のエッセイで紹介したダイヤモンドは、
今まであるはずがないと思っていた鉱物が、
見つかったことが発端でした。
先入観は怖いもので、
最初の発見論文も、先入観で否定されたという経緯もあります。
先入観なく研究することは、なかなか難しいものです。
前知識なく調査をするようなもので、
目的も定めず調査をすることになりかねません。
ですから、効率の悪い調査となります。
上で述べた日本のオフィオライトでのダイヤモンド探しは
見つかれば大発見となります。
海洋地殻の形成やマントル深部の構造などに
重要な貢献をするはずです。
でも、見つからないときは、徒労になります。
上記の仮説を、どの程度信じるかにかかってきますね。

・北海道の夏・
北海道は、ここ2、3日、夏めいて
湿度も高く、蒸し暑くなってきました。
夜も窓を開けて寝ました。
でも、暑くて寝れなくなるほどではありませんでした。
7月になり、急激に夏らしくなってきました。
いよいよ大学の前期の講義も終盤になってきました。
暑さに負けないで乗り切りましょう。