鑽石噴泉隨著超大陸分裂而爆發

研究人員發現了一種模式,在這種模式下,鑽石在巨大的爆炸性火山爆發中從地球表面深處噴射而出

Cose-up pf a diamons nestled in kimberlite.

一顆來自南非的鑽石鑲嵌在金伯利岩中。

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超大陸的分裂可能引發爆炸性噴發,將鑽石噴泉射向地球表面。

鑽石形成於地球地殼深處,大約地下93英里(150公里)。它們透過被稱為金伯利岩的噴發非常迅速地被帶到地表。這些金伯利岩的移動速度在每小時11到83英里(18到133公里/小時)之間,有些噴發可能產生了類似維蘇威火山的 gas 和塵埃爆炸,英格蘭南安普頓大學地球與氣候科學教授Thomas Gernon說。

Gernon說,研究人員注意到,金伯利岩最常發生在構造板塊發生重大重組的時期,例如在超大陸盤古大陸分裂期間。然而,奇怪的是,金伯利岩通常在大陸中部噴發,而不是在分裂的邊緣——而且這種內部地殼又厚又硬,難以破壞。


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Gernon說:“鑽石已經在大陸底部存在了數億甚至數十億年。” “一定有一些刺激因素突然驅動了它們,因為這些噴發本身非常強大,非常具有爆炸性。”

Gernon和他的同事首先尋找金伯利岩的年齡與當時發生的板塊破碎程度之間的相關性。他們發現,在過去的5億年中,存在一種模式,即板塊開始拉開,然後在2200萬至3000萬年後,金伯利岩噴發達到頂峰。(這種模式在過去的10億年中也成立,但由於追蹤如此久遠的地質迴圈存在困難,因此不確定性更大。)

例如,研究人員發現,在大約1.8億年前南部超大陸岡瓦納大陸分裂後約2500萬年,現在的非洲和南美洲的金伯利岩噴發開始增多。今天的北美洲在盤古大陸開始在大約2.5億年前分裂後,也出現了金伯利岩激增。有趣的是,這些金伯利岩噴發似乎是從裂谷的邊緣開始,然後穩步向陸地中心推進。

為了弄清楚是什麼驅動了這些模式,研究人員使用了地殼深處和上地幔的多個計算機模型。他們發現,當構造板塊拉開時,大陸地殼的底部會變薄——就像頂部的地殼伸展開來形成山谷一樣。熱巖上升,與這個現在被破壞的邊界接觸,冷卻並再次下沉,形成區域性的環流區域。

研究人員在7月26日的《自然》雜誌上報告說,這些不穩定的區域會引發鄰近區域的不穩定性,逐漸遷移數千英里到達大陸中心。這一發現與金伯利岩噴發的真真實模式相符,即從裂谷帶附近開始,然後移動到大陸內部。

但這些不穩定因素是如何導致地殼深處發生爆炸性噴發的呢? Gernon說,這完全在於恰到好處的材料混合。這些不穩定性足以讓來自上地幔和下地殼的岩石相互流動。

這將富含水和二氧化碳的岩石,以及許多關鍵的金伯利岩礦物(包括鑽石)混合在一起。 Gernon說,結果就像搖動一瓶香檳:噴發具有很大的爆炸潛力和浮力,足以將它們驅動到地表。

Gernon說,這些發現可能有助於尋找尚未發現的鑽石礦藏。它們也可能有助於解釋為什麼在超大陸分裂很久之後,在原本應該基本穩定的地區,有時會出現其他型別的火山噴發。

Gernon說:“這是一個基本且高度組織化的物理過程,因此,很可能不僅僅是金伯利岩對此做出反應,而且可能還有一系列地球系統過程也對此做出反應。”

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