Fontanny diamentów w głębi Ziemi. Drogocenne korzyści z rozpadu superkontynentów

Diament to bardzo specyficzna postać węgla. Aby powstał, atomy węgla muszą być poddane działaniu ogromnego ciśnienia. Tak ogromnego, że proces ich tworzenia zachodzi na głębokości około 150 kilometrów. Aby trafić w nasze ręce, muszą więc pokonać bardzo długą drogę. Procesy, jakie sprawiały, że diamenty “migrowały" z głębin Ziemi, nie były do końca zrozumiane. Ale nowe badanie brytyjskich geologów wskazuje, że są one niezwykle wybuchowe.

Badacze z Uniwersytetu Southampton wykazali, że diamenty pokonują drogę na powierzchnię niespodziewanie szybko, podczas wulkanicznych erupcji zwanych kimberlitami.

Naukowcy zauważyli, że kimberlity pojawiają się najczęściej w okresach, gdy płyty tektoniczne ulegają znaczącym przegrupowaniom, na przykład podczas rozpadu superkontynentu Pangei. Co jednak dziwne, kimberlity często wybuchają w środku kontynentów, a nie na ich krawędziach. To zupełnie inaczej, niż w przypadku klasycznych wulkanów. Ich erupcje skupiają się na obrzeżach płyt tektonicznych, bo tam skorupa Ziemska jest cienka. W ich głębi skorupa jest gruba, twarda i trudna do zniszczenia.

"Diamenty leżą u podstawy kontynentów od setek milionów, a nawet miliardów lat" pisze prof. Thomas Gernon, geolog z Uniwersytetu Southampton. "Musi istnieć jakiś bodziec, który je nagle napędza, ponieważ same erupcje są naprawdę potężne, naprawdę wybuchowe".

Gernon i jego współpracownicy zaczęli od poszukiwania korelacji pomiędzy wiekiem kimberlitów a stopniem fragmentacji płyty kontynentalnej w tym czasie. Odkryli, że w ciągu ostatnich 500 milionów lat proces powtarzał się według tego samego wzorca: najpierw płyty kontynentalne zaczynają się rozrywać, a 22-30 mln lat później następuje szczyt nasyconych diamentami erupcji. 

Na erupcje kimberlitu nasiliły się na terenach dzisiejszej Afryki i Ameryki Południowej około 25 milionów lat po rozpadzie południowego superkontynentu Gondwany, około 180 milionów lat temu. W dzisiejszej Ameryce Północnej gwałtowny wzrost liczby kimberlitów nastąpił po tym, jak Pangea zaczęła się rozpadać około 250 milionów lat temu.

Aby dowiedzieć się, co stoi za tym wzorcem, badacze wykorzystali wiele modeli komputerowych głębokiej skorupy Ziemi i jej górnego płaszcza. Odkryli, że gdy płyty tektoniczne się rozsuwają, podstawa skorupy kontynentalnej staje się cieńsza - podobnie jak skorupa na powierzchni rozciąga się i tworzy doliny. Gorąca skała unosi się, styka się z tą osłabioną granicą, ochładza się i ponownie opada, tworząc lokalne obszary cyrkulacji.

Te regiony mogą wywołać niestabilność i migrować w kierunku centrum kontynentu. Stykając się ze skałami z płaszcza Ziemi, powodują, że w tych regionach pojawia się duża ilość pary wodnej, dwutlenku węgla, a także materiałów takich, jak diamenty. Naukowcy porównują to do potrząsania butelką szampana. Pod powierzchnią buduje się ogromne ciśnienie, które może wywołać eksplozje rozrywające nawet grubą płytę kontynentalną.

Badacze twierdzą, że ich odkrycie może pomóc w poszukiwaniu nowych złóż diamentów. Mogą również pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego istnieją inne rodzaje erupcji wulkanów, które czasami występują długo po rozpadzie superkontynentu w regionach, które powinny być w dużej mierze stabilne.

"To wysoce zorganizowany proces fizyczny" - powiedział Gernon - "więc prawdopodobnie reagują na niego nie tylko kimberlity, ale cały szereg procesów systemu ziemskiego".