Ученые выяснили какие процессы в недрах Земли заставляют алмазы подниматься на поверхность
Алмазы представляют собой кристаллическую модификацию чистого углерода. Он преобразовывается в драгоценный камень при особых условиях глубоко в недрах Земли, где температура достигает 1500 градусов, а давление составляет порядка 40 тысяч атмосфер. Однако алмазы, как известно, добывают на поверхности. Такая возможность существует только благодаря тому, что эти минералы поднимаются из недр в результате небольших, но при этом достаточно мощных вулканических извержений породы, именуемой “кимберлитом”. Застывая, кимберлит образует так называемые “трубки взрыва”, в которых и происходит добыча алмазов. Недавнее исследование показало, что эти вулканические извержения подпитываются “столпами пепла”, расположенными на глубине почти 3000 км, почти сразу над ядром планеты.
Что такое трубки взрыва и как они возникают
Трубками взрыва называются воронкообразные каналы в земной коре, заполненные вулканической породой, то есть вышеупомянутым кимберлитом. В момент выбросов он подхватывает эти минералы на глубине 100-200 км и поднимает на поверхность. Подробнее о том, как образуются алмазы и поднимаются на поверхность, мы рассказывали ранее. Согласно одному из исследований, за последние 200 миллионов лет произошли сотни кимберлитовых извержений, правда, ни одного в истории человечества.
Так выглядит самая большая в мире кимберлитовая трубка
Кимберлитовые трубки были обнаружены в самых разных участках Земли, но наибольшая их концентрация обнаружен в Канаде, где произошло 178 таких извержений. На втором месте Южная Африка, которая содержит 158 кимберлитовых трубок. Следом за ней идут Ангола и Бразилия, где содержится 71 и 70 кимберлитовых трубок соответственно. К слову, самая большая кимберлитовая трубка в мире находится в Якутии.
Ученые давно пытаются понять какие процессы происходят в мантии Земли, то есть толстом и пластичном слое, который находится между ядром и корой. В частности многие годы ведутся исследования, касающиеся причин возникновения кимберлитовых выбросов. Еще в 80-х года в результате одного из исследований, ученые пришли к выводу, что кимберлитовые вулканические извержения могут быть связаны с некими тепловыми шлейфами, то есть восходящими струями горячей мантии. Они могут подниматься на вверх из-за их меньшей плотности.
Карта концентрации кимберлитовых трубок на континентах
Еще десятилетием ранее ученые стали утверждать, что эти тепловые шлейфы возникают на границе мантии и ядра, то есть на глубине примерно 2900 км. В 2010 году ученые предположили, что кимберлитовые извержения вызваны тепловыми шлейфами, которые находится под Африкой и Тихим океаном.
В прошлом году геологи выяснили, что тепловые шлейфы на самом деле не зафиксированы на определенных участках, то есть могут перемещаться по планете. Однако до последнего момента оставалось неясно как именно они провоцируют кимберлитовые извержения.
Форма кимберлитовой трубки (трубки взрыва)
Как “столпы пепла” провоцируют вулканические выбросы
Ученые долгое время не могли понять как тепло в недрах Земли переносилось в кимберлиты. Дело в том, что эти породы находятся практически возле поверхности, а “столпы пепла”, как мы сказали выше, над ядром планеты. То есть расстояние между ними составляет более двух тысяч километров.
Чтобы ответить на этот вопрос, в недавнем исследовании ученые прибегли к компьютерному моделированию. Они создали точные трехмерные геодинамические модели мантии планеты, которые учитывают движение континентов, а также движения в мантии за последний миллиард лет.
Моделирование показало, что широкие столпы тепла соединяют очень глубокие слои мантии с поверхностью. В частности, они достигают кимберлиты, которые фактически «поджигают» и заставляют извергаться. Этими процессами объясняется большинство кимберлитовых извержений за последние две сотни миллионов лет. О точности этих выводов говорит тот факт, что модели показали существующие извержения кимберлитов в Африке, Бразилии, России и частично в США и Канаде.
Схема воздействия «столпов пепла» на кимберлит
Но самое интересное, что модели также показали извержения кимберлитов в Восточной Антарктиде и Западной Австралии, которые еще не обнаружены. Об этом исследователи сообщают в журнале Nature Geoscience. Вполне возможно, что данная информация поможет определять участки, богатые не только алмазами, но и другими ценными ископаемыми, такими как никель и редкоземельные элементы.
Почему на разных континентах кимберлиты различаются
Давно известно, что на разных континентах кимберлитовые трубки отличаются по химическому составу, но с чем это связано? Как сообщают ученые, в центре столбов мантийные плюмы, то есть восходящие потоки мантии, поднимаются гораздо интенсивнее, чем по краям. Плюмы подхватывают плотный материал и поднимают вверх. Соответственно, состав кимберлитовых трубок в центре столбов и ближе к краю получается разным.
Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.
Надо сказать, что модели объясняют не все трубки взрыва на планете. В частности, в Канаде некоторые кимберлитовые извержения могли возникнуть в результате других процессов, которые еще предстоит исследовать. Напоследок напомним, что иногда алмазы содержатся не только в кимберлитовых трубках, но и обычной магматической лаве. К примеру, в России существует вулкан, который извергается алмазами. Перейдя по ссылке, вы можете узнать о нем подробнее.
