Ugljik na kojem se temelji sav život na Zemlji kreće se kroz atmosferu planeta, oceane i koru u obrascu koji se naziva ugljični ciklus. Ovaj ciklus igra ključnu ulogu u klimi; na primjer, ugljični dioksid zadržava toplinu od sunca kako bi zagrijao planet.

Najviše dobro shvaćeni dijelovi ciklusa ugljika javljaju se na površini Zemlje ili blizu nje, ali otkrića su nedavno sugerirala da bi se cijeli ciklus mogao protezati mnogo dublje u unutrašnjost planeta nego što se često misli. Na primjer, oceanski sedimenti ili oceanska kora mogu uroniti u Zemljin plašt, sloj vruće stijene između kore i jezgre, kada se jedna tektonska ploča natjera ili potopi ispod druge.

"Ako želimo razumjeti zašto je naš planet evoluirao u stanje pogodno za stanovanje u kakvom je danas i kako se površine i atmosfere drugih planeta mogu oblikovati njihovim unutarnjim procesima, moramo bolje razumjeti ciklus ugljika", rekla je voditeljica studije Margo Regier, geokemičar sa Sveučilišta Alberta u Edmontonu, Kanada.

Jedan od načina da se riješi ovaj misterij je analiza "superdubokih" dijamanata -- onih s dubina većih od 250 kilometara -- da se vidi kakav bi ugljik iz kore mogli sadržavati.

Regier i njezini kolege istraživali su superduboke dijamante kupljene od rudara u Kankanu, Gvineja, u zapadnoj Africi. Na temelju vrsta mineralnih nečistoća koje se nalaze u dijamantima, ovi dragulji potječu od otprilike 250 do 700 kilometara dubine u donjem plaštu. Istraživači su ispitali dijamante i dijelove minerala u njima, usredotočujući se na različite izotope ugljika, kisika i dušika koje su posjedovali. Omjeri različitih izotopa variraju ovisno o podrijetlu materijala koji je u konačnici napravio dijamante.

Istraživači su otkrili da superduboki dijamanti koji potječu iznad dubina od 660 kilometara uglavnom potječu iz vulkanske oceanske kore.

Nasuprot tome, omjeri izotopa dijamanata koji potječu ispod 660 kilometara otkrili su da su vjerojatno nastali od ugljika iz donjeg plašta, s malo ili nimalo ugljika iz kore. To sugerira da ugljik iz kore kruži samo do te dubine prije nego što nastavi kružiti prema gore. "Ovo je stvarno važno za naše razumijevanje cijelog ciklusa ugljika", rekao je geokemičar plašta Yaakov Weiss s Hebrejskog sveučilišta u Jeruzalemu, koji nije sudjelovao u ovom istraživanju.

Znanstvenici su primijetili da je duboki plašt bogat metalnim željezom, a ugljik se dobro veže za njega na tim dubinama. Međutim, ova legura željeza i ugljika se raspada kada je izložena vodi, a oslobođeni ugljik može formirati dijamante. Sugerirali su da je to vjerojatno nakon razgradnje minerala bogatih vodom u stijenama koje se potiskuju.

Buduća istraživanja trebala bi istražiti superduboke dijamante diljem Zemlje kako bi se dobila uistinu globalna slika dubokog ciklusa ugljika, rekao je petrolog Michael Walter s Carnegie Institution for Science u Washingtonu, D.C., koji nije sudjelovao u ovoj studiji. Regier i njezini kolege također planiraju istražiti izotope silicija i magnezija unutar superdubokih dijamanata kako bi saznali više o tome kako materijali iz kore kruže unutar dubokog plašta, rekla je.

Znanstvenici su svoje nalaze detaljno iznijeli online 09. rujna u časopisu Nature.