Planeta se spoustou diamantů

Zdá se, že diamanty nebudeme v budoucnu těžit jen na Zemi. Naše sousední planeta totiž může mít daleko více vzácných drahokamů než náš vlastní svět. (délka blogu 3 min.)

Nejnovější vědecké studie naznačují, že se na povrchu Marsu vyskytuje velké množství tzv. lávových komínů. To jsou geologické struktury, které jsou na Zemi hlavním zdrojem diamantů. Tyto útvary jsou na Marsu mladší a menší než na Zemi. Co to znamená pro budoucí průzkum a těžbu na Rudé planetě?

Lávový komín

... je podzemní geologická struktura, vznikající při erupcích sopek. Na Zemi jsou tyto útvary vzácné a často obsahují diamanty, protože přinášejí na povrch horniny z velkých hloubek.

Na Marsu se lávové komíny vyskytují buď jako samostatné útvary, nebo na svazích štítových a kompozitních sopek a na dně starších sopečných kalder. Probíhají buď svisle, nebo také šikmo k povrchu a často následují průběh povrchových zlomů.

Typy lávových komínů na Marsu

Vědci rozlišují dva hlavní typy těchto útvarů. Jednak šikmé komíny, které svým tvarem připomínají mrkev. Pozorují se u nich mísovité krátery. Hloubka dosahuje 496–814 metrů a průměr kráteru bývá 2,4 až 8,9 km. (průměrně 5,9 km).

Druhým typem jsou svislé komíny s trychtýřovitým tvarem. Ty jsou hlubší (517 - 1351 m), a mají větší krátery (3,5 až 10,25 km). Existují i přechodné typy, které jsou menší a mělčí.

Kde je hledat?

Výzkum využil satelitní snímky marsovských sond jako Mars Reconnaissance Orbiter (HiRISE, CTX), Mars Express (HRSC) a další data. Vulkanických komínů je na Marsu podle odborníků opravdu hodně. Dají se nalézt nejčastěji mezi 45° severní a 45° jižní šířkou. Vyskytují se ve shlucích, někdy i desítky nebo stovky útvarů, které se nacházejí nedaleko od sebe.

Nejvíc jich je v nížinách severní polokoule a na vysočinách jižní polokoule, v údolích, na bazaltových plošinách i v okolí velkých sopek (např. Alba Mons, Elysium Mons).

Srovnání se Zemí

Na Zemi jsou hlavními horninami ve vulkanických komínech kimberlit a lamproit. V nich se často nacházejí diamanty. Na Marsu nebyly tyto horniny zatím nalezeny, ale procesy, které je na Zemi vytvářejí, probíhají logicky i na naší sousední planetě, má totiž podobné chemické složení.

Mars se liší zhruba dvojnásobně vyšším obsahem železa v plášti - a také vyšším obsahem draslíku a těkavých prvků (jako je síra a chlor). Vědci tu nalezli důkazy o přítomnosti vody a vodní páry během erupcí. To všechno jsou zároveň podmínky, které umožňují vznik diamantů.

Jak budou marsovské diamanty vypadat?

Přírodní diamant se skládá z atomů uhlíku, které jsou uspořádány do dokonalé kubické krystalové mřížky. Každý jednotlivý atom uhlíku v této mřížce sousedí se čtyřmi dalšími atomy uhlíku, které jsou rozmístěny kolem něj v pravidelných vzdálenostech a úhlech. Všechny tyto čtyřstěny jsou vzájemně propojeny do velice pevné, trojrozměrné sítě.

Tato struktura krystalu zaručuje jeho absolutní bezbarvost a průhlednost. Pokud se ovšem během extrémně dlouhého a někdy chaotického růstu krystalu kdesi hluboko v planetárním plášti dostávají do této struktury jiné chemické prvky, mohou nahradit jednotlivé atomy uhlíku nebo se usadit v mezerách mezi nimi, čímž se mění schopnost krystalů pohlcovat světlo.

Pro představu o tom, jak by mohly vypadat marsovské diamanty, můžeme vycházet z těch, které vznikají na Zemi.

Nejčastějším stopovým prvkem, který se nachází v pozemských diamantech, je dusík. Ten má na svědomí celou škálu žlutých odstínů, od sotva znatelného teplého nádechu u běžných bílých diamantů až po intenzivní kanárkově žlutou barvu u vzácných investičních kamenů. Atomy dusíku se v mřížce mohou uspořádat do různých shluků nebo zůstat izolované. Absorbují světlo v modré části spektra, takže lidské oko vnímá výsledný drahokam jako žlutý nebo v některých specifických konfiguracích dokonce jako sytě oranžový.

Dalším takovým prvkem je bor. Přítomnost boru v krystalové struktuře se projeví modrou barvou krystalu. Bor totiž pohlcuje červené, žluté a zelené vlnové délky světla a propouští jen modrou barvu.

V přírodě se setkáváme také s diamanty, v jejichž nitru se nachází příměs vodíku. Tento prvek je zodpovědný za tvorbu šedých, fialových nebo temně olivových odstínů. Vodíkové komplexy v kombinaci s dalšími drobnými defekty absorbují různé vlnové délky a dávají kameni kovový nebo temný vzhled.

Ne každá barva diamantu je ovšem způsobena chemickou příměsí. Například u červených a růžových drahokamů vytváří jejich odstín mechanická deformace krystalové mřížky. Podobně je tomu u zelených diamantů, kde barva nevzniká příměsí prvků, ale dlouhodobým vystavením přírodnímu radioaktivnímu záření v podzemí.

Barva diamantů bude tedy závislá na lokálních chemických podmínkách na Marsu. Protože je ale Mars menší a lehčí než Země, dá se očekávat, že tu bude málo červených diamantů, které potřebují ke svému vzniku extrémnější podmínky, než jaké může poskytovat Rudá planeta.

Ostatně i na Zemi patří červené diamanty k těm nejvzácnějším exemplářům, které dosahují na trhu nejvyšších cen.

Přestože přímý důkaz zatím chybí, všechny indicie svědčí o tom, že na Marsu by se mohla nacházet vydatná naleziště diamantů. Vulkanické komíny jsou tu mnohem častější než na Zemi a geochemické podmínky jsou pro vznik diamantů ještě příznivější než na naší vlastní planetě. A to bude fascinující nejen pro geology, ale i pro budoucí osadníky.

^{Zdroje: Ouda, K.A.K. & Sharara, N.A.F. (2021): Is Mars, The Planet of Diamonds? 2026, preprint, DOI:10.13140/RG.2.2.33077.44008, Satelitní data NASA a ESA}