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순수 탄소로만 이뤄진 다이아몬드는 특유의 광택을 내서 귀한 보석으로 여겨지는 한편, 불순물이 섞인 다이아몬드는 천대받기 일쑤다. 그런데 이런 다이아몬드가 지질학자들의 손에서는 보석보다 오히려 귀한 취급을 받는다. 

미국 컬럼비아대와 영국 글래스고대 국제 공동연구팀은 다이아몬드 속에 포함된 유체(작은 액체 주머니 형태)를 분석해 다이아몬드 형성 시기와 함께 수십억 년에 걸친 암석권의 화학 조성 변화를 밝혔다. 

연구팀은 남아프리카 광산에서 채굴한 다이아몬드 10개에서 방사성 원소인 토륨과 우라늄을 이용해 방사성 연대측정을 하고, 헬륨의 희귀동위원소인 헬륨-4의 비율을 측정했다. 이들을 분석한 결과 이 지역에서 발견된 다이아몬드의 화학 조성이 크게 세 번 변했음을 확인했다.

먼저 가장 오래된 다이아몬드에서는 탄산염이 매우 풍부하게 나타났는데, 이는 약 26억~7억 5000만 년 전인 원생누대에 형성된 것으로 추정됐다. 규소를 포함한 실리카 광물이 발견된 다이아몬드는 약 5억 4000만~3억 년 전에 형성된 것으로 밝혀졌다.

가장 최근에 형성된 것으로 보이는 다이아몬드에서는 소듐(나트륨), 포타슘(칼륨) 등이 포함된 화합물이 측정됐다. 이는 해저면에 있던 탄소가 섭입을 통해 암석권으로 끌려들어 간 뒤 다이아몬드를 이뤘다는 사실을 시사한다.

연구를 이끈 야코브 바이스 미국 컬럼비아대 러몬트도허티 지구연구소 연구원은 “다이아몬드뿐만 아니라 행성 진화의 비밀도 밝힐 수 있을 것”이라고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5월 11일자에 실렸다. doi: 10.1038/s41467-021-22860-3

원문기사 : http://dongascience.donga.com/news.php?idx=46968