Дорогоцінні фонтани з центру Землі: що змушує потоки алмазів вириватися з надр планети

Не секрет, що алмази утворюються глибоко в земній корі на глибині близько 150 кілометрів. Вони надзвичайно швидко підіймаються на поверхню планети внаслідок вивержень, званих кімберлітами, пише Space.

Ці кімберліти рухаються зі швидкістю від 18 до 133 км/год, а деякі з них навіть здатні спричиняти вибухи газу та пилу, подібні до вулкана Везувій. За словами професора наук про Землю та клімат у Саутгемптонському університеті (Англія), вчені виявили, що такі виверження найчастіше виникають за часів активності тектонічних плит, наприклад, під час розпаду суперконтиненту Пангея. Водночас кімберліти часто виникають у глибині континентів, а зовсім не на краях розколів. Ця внутрішня кора товста, міцна, і її досить складно зруйнувати. Тепер учені вважають, що саме розпад суперконтинентів міг спровокувати вибухові виверження, під час яких на поверхню Землі обрушуються фонтани алмазів.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Гернон зазначає, дорогоцінне каміння пролежало в основі континентів сотні мільйонів, а можливо, й мільярди років. У результаті вчені дійшли висновку, що щось повинно було стимулювати їх, щоб раптово почати рух. Щонайменше тому, що ці виверження надзвичайно потужні та справді вибухонебезпечні самі по собі.

Учені почали своє дослідження з пошуку зв'язку між віком кімберлітів і ступенем фрагментації тектонічної плити того часу. Вони виявили, що останні 500 мільйонів років існує закономірність, коли плити починають розходитися, а потім, через 22-30 мільйонів років, відбувається пік вивержень кімберлітів. Зазначимо, що ця закономірність залишалася стабільною протягом останнього мільярда років.

Наприклад, учені виявили, що виверження кімберлітів почалися на території сучасної Африки та Південної Африки приблизно через 25 мільйонів років після розпаду південного суперконтиненту Гондвана, який стався близько 180 мільйонів років тому. Водночас сплеск кімберлітів спостерігається сьогодні в Північній Америці, а 250 мільйонів років тому суперконтинент Пангея почав розколюватися.

Однак цікавим здається те, що виверження кімберлітів, здавалося, починалися зовсім по краях розломів, а потім рухалися до центру масивів суші. У результаті вчені зосередилися на розумінні того, що рухає цими закономірностями.

Команда використовувала комп'ютерне моделювання глибокої кори та верхньої мантії. У результаті їм вдалося виявити, що під час розбіжності тектонічних плит основа континентальної кори стоншується, а кора нагорі розтягується, утворюючи долини. У результаті гаряча порода підіймається, стикається з уже зруйнованим кордоном, охолоджується та знову опускається, створюючи локальні області циркуляції.

Автори дослідження вважають, що ці нестабільні регіони здатні викликати нестабільність у сусідніх регіонах, поступово переміщаючись на тисячі кілометрів до центру континенту. Вчені також виявили, що отримані ними результати відповідають реальній схемі, яка спостерігається під час вивержень кімберлітів. Вони починаються поблизу рифтових зон, а потім поступово рухаються вглиб континентів.

Дослідники також спробували зрозуміти, як ці нестабільності запускають масштабні вибухові виверження з надр земної кори. За словами Гернона, уся справа в змішуванні потрібних матеріалів, фактично однієї лише нестійкості достатньо, щоб порода з верхньої мантії та нижньої кори текли в напрямку одна проти одної.

У результаті порода перемішується з водою та вуглекислим газом, а також іншими ключовими компонентами, зокрема й алмазами. Простими словами, виходить щось на зразок ефекту струшування пляшки шампанського — виверження такої сили здатні виштовхнути їх на поверхню. Автори дослідження вважають, що отримані ними дані насправді можуть бути корисними для пошуку ще невідомих родовищ алмазів. Зокрема, вони можуть пролити світло на те, чому існують інші типи вулканічних вивержень, які обрушуються на Землю через довгий час після розпаду суперконтиненту в регіонах із відносною сейсмічною стабільністю.

Раніше Фокус писав про незліченні скарби в серці Землі: на глибині 160 км заховано квадрильйон тонн алмазів.