A Föld középpontjából feltörő gyémántforrások feltárják a szuperkontinensek elveszett történetét

Úgy tűnik, hogy a gyémántok hatalmas vulkánkitörésekben jutnak a Föld felszínére, amikor a szuperkontinensek felbomlanak, és akkor keletkeznek, amikor a kontinensek összeérnek.

1869-ben egy pásztor felfedezett egy hatalmas, szikrázó sziklát a közeli folyóparton, és ez a szerény táj a hírhedtségbe került. A szikla egy hatalmas gyémánt volt, amelyet később Afrika csillagaként ismertek meg, a fehér dombok pedig a későbbi Kimberley-bányát rejtették, amely a dél-afrikai gyémántláz epicentruma volt, írja a Live Science.

A Kimberley-bányának köszönhetően a gyémántokat tartalmazó képződményeket ma kimberliteknek nevezik. A képződmények szétszórva találhatók szerte a világon, de viszonylag kicsik és ritkák. Ahhoz, hogy az egyszerű szén gyémánttá kristályosodjon, nagy nyomás szükséges, ezért ezek a drágakövek legalább 150 kilométer mélyen keletkeznek. Egyes, úgynevezett szublitoszférikus gyémántok még mélyebben, mintegy 700 kilométerre (435 mérföldre) alakulnak ki. A kimberlitek a felszínre vezető kitörési útjuk során felfogják a gyémántokat, és viszonylag sértetlenül a felső kéregbe vonszolják őket.

A kimberlitek útja

A kutatók már régóta tudják, hogy ahogy a tektonikus lemezek egymás alatt őrlődnek, a szén a felszínről a mélybe húzódik, ahol gyémánttá kristályosodhat. Most kezdik látni, hogy ami lefelé megy, annak néha felfelé is kell jönnie, és hogy a szén újbóli felbukkanása immáron gyémántként szintén a tektonikus lemezek mozgásához kötődik. Úgy tűnik, hogy a gyémántok különösen akkor törnek elő, amikor a szuperkontinensek szétszakadnak.

Kimberlitkitörést még senki sem látott első kézből. Az elmúlt 50 millió évben nagyon kevés volt, és a legutóbbi lehetséges kitörés a tanzániai Igwisi-hegységben történt több mint 10 000 évvel ezelőtt. Ráadásul a kimberlit fő anyaga, az olivin nevű ásvány gyorsan elkopik a felszínen – mondta Hugo Olierook, az ausztráliai Curtin Egyetem kutatója.

Ez kihívássá teszi a kimberlitek tanulmányozását. A tudósok tanácstalanok például a köpenyben lévő olvadt kőzet eredeti forrásának kémiai összetételével kapcsolatban, valamint, hogy a kimberliteknek hogyan sikerül átütniük a geológusok által „krátonnak” nevezett stabil magokat – a kontinensek vastag belső részeit, amelyek általában ellenállnak a felszakadásnak.

A szuperkontinensek mozgásának lenyomata

Egy maroknyi friss tanulmány új magyarázatot vázol fel arra, hogy ez miért történik. Egy 2018-as tanulmány, amelyet Sebastian Tappe, a norvégiai The Arctic University geotudósa vezetett, globálisan vizsgálta az időbeli egybeesést, és megállapította, hogy a kimberlitkitörésekben a Nuna szuperkontinens felbomlása körül, mintegy 1,2 milliárd évvel ezelőtt és 1 milliárd évvel ezelőtt között volt egy tetőpont.

Egy másik impulzus 600 millió és 500 millió évvel ezelőtt történt, ami egybeesett a Rodinia szuperkontinens felbomlásával, majd egy kisebb impulzus következett 400 millió és 350 millió évvel ezelőtt. A legtermékenyebb időszak azonban, amely az összes ismert kimberlit 62,5%-át teszi ki, 250 millió és 50 millió évvel ezelőtt következett be. Ez a tartomány történetesen egybeesik a Pangaea szuperkontinens felbomlásával.

Egyes kutatók szerint ez arra utal, hogy a szuperkontinensek ciklusai döntő fontosságúak a kimberlitkitörések szempontjából.
Olierook és csapata nemrégiben elemezte egy nyugat-ausztráliai formációból származó szokatlan rózsaszínű gyémántok korát, és megállapította, hogy valószínűleg 1,3 milliárd évvel ezelőtt kerültek a felszínre, a Nuna felbomlásának idején. Az új felfedezés összekapcsolja a gyémántokat a kontinentális kéreg megnyúlásával.

„Ezek az extenziós erők teszik lehetővé, hogy a mélyen fekvő magma kis zsebei a felszínre emelkedjenek” – mondta.

A gyémántok üzeneteket hoznak felszínre

Egy 2023-as tanulmányban a kutatók megállapították, hogy a kulcsszerepet a hasadás folyamata játszotta, amelynek során a kontinentális kéreg széthúzódik. A megnyúlás csúcsokat és völgyeket hoz létre a kontinens felszínén és alján egyaránt. Az alapnál ezek a csipkézett élek lehetővé teszik, hogy a meleg köpenyanyagok felemelkedjenek, majd lehűljenek és leessenek, örvényeket hozva létre. Ezek az örvények összekeverik a kontinensek aljáról származó anyagokat, így jönnek létre a kimberlitek, amelyek aztán a felszín felé lövellhetnek, magukkal ragadva minden gyémántot, amibe véletlenül belebotlanak útjuk során.

Amint azt a Kimberley-bányát egykor borító tompa, fehér dombok tanúsítják, maguk a kimberlitek nem sokat tudnak mondani arról a köpenyről, ahol keletkeztek. Néhány éven belül kiégnek, és ezzel sokat veszítenek abból, ami kémiai szinten érdekessé teszi őket. A kimberlitekben található gyémántok azonban más tészta. Saját keletkezéstörténetük van, amely nem esik egybe magának a kimberlit magmának a keletkezésével.

„A mélyben lévő gyémántok többet tudhatunk meg a szubdukciós folyamatokról, a köpeny konvekciójáról, a folyékony kőzetekkel való kölcsönhatásokról és más, a kéreg alatt a szuperkontinensek ciklusai során lejátszódó folyamatokról” – mondta Suzanne Timmerman, a Berni Egyetem gyémántspecialista geológusa.

Érdemes elolvasni:

• 8000 évvel ezelőtt egy szökőár nyelte el Európa egy részét
• 23 millió éves megkövesedett mangroveerdőre bukkantak Panamában