マントル炭素の起源と循環をよりよく理解するために、最近の研究では、ボツワナのレトラカネとオラパキンバーライトフィールド、南アフリカのフィンシュ鉱山、西オーストラリアのアーガイルランプロイトフィールドなど、世界中のいくつかの地域からのダイヤモンドの炭素同位体組成を調べています。これらの調査では、以前の研究と比較して、-18.5から+2.5のΔ13C値のはるかに広い種類のΔ13C値を発見しました。非常に好ましくない炭素同位体値を持つダイヤモンドは、このより広い範囲でも見られ、一般的な炭素循環に含まれていない地球のマントルの深く埋められた堆積物またはリサイクルされた地殻材料のかなりの貯水池を指しています。さらに、さまざまなダイヤモンドの位置におけるそのような同位体の不均一性の存在は、地球のマントル内の化学的および物理的に分離した部分の存在を暗示しています。
炭素同位体を超えて、ダイヤモンドは、マントルの融解の深さと、ダイヤモンドを表面にもたらしたマグマの起源に関する重要な情報を提供できます。窒素、硫黄、鉄などの特定の微量元素の濃度は、それらが生成される圧力、温度、および揮発性組成の関数として変化します。これらのトレース要素により、キンバリティックマグマとその上昇の進化における明確な段階に対応するダイヤモンドの成長ゾーンの作成が可能になります。たとえば、Trace Element Researchの重要な結果の1つは、色のないダイヤモンドや茶色のダイヤモンドなどの異なる色のダイヤモンドが、同じ出発マグマから発生する可能性があるが、異なるP-T条件と揮発性成分の下で発生する可能性があることです。
地球の炭素循環を理解するためのダイヤモンドの研究におけるもう1つの重要な進歩は、超深度ダイヤモンドの発見です。これらのダイヤモンドは、1000人あたり最大+5.5の非常に高いΔ13C値を示しており、それらの炭素源は従来のマントル炭素貯水池とは大幅に異なることを示しています。スーパーディープダイヤモンドの存在は、地球の下部マントルに非常に古い炭素貯水池の潜在的な存在を示唆しています。
要約すると、ダイヤモンドは、安定した同位体情報と微量元素の構成を維持するための例外的な能力により、地球の炭素循環、マントルプロセス、およびダイヤモンド形成の状況に関する重要な洞察を提供します。ダイヤモンドに関する研究により、地球の炭素循環は以前の考えよりも複雑であり、地球のマントルにはかなりの正体不明の炭素貯水池があり、惑星を形作る動的なプロセスを理解するために重要であることが認識されました。
