Когда древние извержения выбрасывали алмазы на поверхность Земли

Поддерживается

Трилобиты

Новое исследование предлагает ключ к разгадке тайн извержений кимберлитов, источника большей части алмазов, добываемых сегодня на Земле.

Майя Вей-Хаас

Хотя бриллианты могут выглядеть красиво на кольце, камни, из которых они родом, отправляются на поверхность Земли в путешествии, которое совсем не гламурно. Миллионы лет назад некоторые из самых странных и самых сильных вулканических извержений нашей планеты вытащили из глубоких подземелий большую часть добываемых сегодня алмазов в виде пород с голубым оттенком, называемых кимберлитами.

В отличие от вулканов, которые чаще возникают вблизи более тонких границ континентов, извержения, в результате которых образовалось большинство кимберлитов, происходили через толстые, стабильные континентальные ядра, известные как кратоны. Извержения кимберлитов начинаются возле корней кратонов, на глубине не менее 75 миль под землей, и устремляются вверх со скоростью десятков футов в секунду — огненная ярость, вызванная обилием углекислого газа и воды.

«Это похоже на ракетное топливо», — сказал Томас Гернон, геолог из Университета Саутгемптона в Англии, который долгое время изучал кимберлиты. Турбулентный поток пробивает сквозь землю трубу в форме морковки, вырывая куски глубоких подземных пород, в том числе те, которые усыпаны алмазами.

Но в существующих исследованиях все еще есть гигантская дыра ромбовидной формы: почему образуются кимберлиты?

Новое исследование, проведенное доктором Герноном и опубликованное в среду в журнале Nature, указывает на древние корни этих извержений. Он и его коллеги сообщают, что распад древних суперконтинентов, таких как Пангея и Родиния, вызвал глубокие нарушения течения мантии под земной корой, вызвав взрывы.

Ученым давно известно, что образование кимберлитов (названных в честь Кимберли в Южной Африке, где они были впервые обнаружены) совпадает с распадом суперконтинентов. Но эта связь плохо изучена. Одна из идей утверждает, что глубокие шлейфы поднимающейся горячей мантии, которые могут вызвать распад континентов, также могут способствовать образованию кимберлитов. Но химический состав кимберлитов «не имеет запаха шлейфа», сказал доктор Гернон.

Чтобы разгадать эту загадку, доктор Гернон и его команда проанализировали статистические корреляции между расколами континентов и кимберлитовыми взрывами за последний миллиард лет. Результаты показывают, что эти два явления тесно связаны, но они обнаружили кое-что неожиданное: извержения были отсрочены, причем большинство кимберлитов сформировалось примерно через 26 миллионов лет после распада суперконтинентов.

Это заставило его и его коллег пройти через ряд усыпанных бриллиантами кроличьих нор, чтобы проверить надежность связи и объяснить задержку.

Компьютерное моделирование команды предполагает, что по мере того, как континенты расходятся, горячая мантия поднимается вверх в виде бурлящей конвекции, которая нагревается и тянет за собой корень или киль континентального ядра. Киль стекает вниз, как воск, создавая в мантии вихревые течения.

Когда кусочки богатых карбонатами и водой пород киля смешиваются с бурлящей мантией, они могут расплавиться ровно настолько, чтобы образовать шипучую магму, похожую на кимберлиты, которая вырвется на поверхность. Бурлящая мантия может вызвать рябь у основания кратона, вызывая извержения на протяжении десятков миллионов лет, помогая объяснить, почему многие кимберлиты, похоже, мигрируют вглубь континента в течение такого длительного времени.

«Их анализ представляет собой действительно убедительную доказательную базу в поддержку их модели», — сказала Джанин Кавана, вулканолог из Ливерпульского университета в Англии.

Но дело еще не закрыто. Филип Дженни, мантийный геохимик из Кейптаунского университета, похвалил статистический анализ группы, но сказал, что исследование показало только сильное влияние распада суперконтинента на извержения кимберлитов — «не то, чтобы это был единственный важный фактор».

Распады суперконтинентов — это периоды, отмеченные запутанной паутиной взаимосвязанных процессов, формирующих поверхность. По словам доктора Дженни, многие более старые кимберлиты также возникают в периоды субдукции или столкновений континентов, что еще больше запутывает картину.