Jak diamenty przedostają się na powierzchnię Ziemi?

Diamenty, będące najtwardszymi kamieniami występującymi w naturze, wymagają intensywnego ciśnienia i temperatury, aby się uformować. Warunki te można osiągnąć jedynie głęboko pod Ziemią. Jak więc wydostają się z tych głębin? Naukowcy w nowych badaniach rzucili światło na procesy, dzięki którym drogocenne kamienie trafiają na powierzchnię. Prace te mogą też dostarczyć wskazówek, gdzie najlepiej ich szukać.

Jak ustaliła międzynarodowa grupa naukowców, diamenty na powierzchni Ziemi pojawiły się dzięki specyficznym erupcjom, które cyklicznie pojawiały się w dziejach Ziemi po rozpadzie superkontynentów. Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Nature" (DOI: 10.1038/s41586-023-06193-3).

Te drogocenne kamienie często możemy je znaleźć w skałach kimberlitowych. Sama nazwa skał wzięła się od kopalni Kimberley w RPA. Generalnie do formowania się diamentów dochodzi pod ziemią, na dużych głębokościach. Musi też istnieć sposób, by znalazły się one nieco bliżej powierzchni, inaczej bowiem nie mielibyśmy do nich w ogóle dostępu. I takie procesy rzeczywiście istnieją. Są przy tym niezwykle gwałtowne.

Mowa o erupcjach, które są w stanie wynieść diamenty w górę z prędkością od 18 do nawet 133 km/h. To tzw. erupcje kimberlitowe, na tyle potężne, że niektóre z nich mogły nawet być w stanie wyrzucić popiół i gazy z siłą, której nie powstydziłby się sam Wezuwiusz.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Z erupcjami kimberlitowymi mamy na Ziemi zazwyczaj do czynienia wtedy, gdy dochodzi do znaczącego pod względem skali przeorganizowania się płyt tektonicznych. Taka sytuacja miała miejsce chociażby wtedy, gdy rozpadała się Pangea. Jednakże, co może być zaskakujące, do tych specyficznych erupcji nie dochodzi na obrzeżach płyt, a właśnie w ich najtwardszym i najtrudniejszym do rozerwania centrum.

Naukowcy przeanalizowali okres ostatnich 500 milionów lat i stwierdzili, że można wyznaczyć wzorce, według których dochodzi do tych erupcji. Zauważyli, że o ile istnieje moment, w którym płyty tektoniczne zaczynają się rozrywać, o tyle zazwyczaj jakieś 22-30 milionów lat później ma miejsce szczyt erupcji kimberlitowych. Można również stwierdzić, że wzorzec ten jest również adekwatny, jeżeli weźmiemy pod uwagę znacznie dłuższy okres miliarda lat. Natomiast w tym przypadku zwiększa się stopień niepewności, ponieważ dokładne określenie cykli geologicznych w tak odległym przedziale czasowym jest znacznie trudniejsze.

Możliwe jest dokładne wskazanie przykładów erupcji kimberlitowych. Około 25 milionów lat po tym, jak rozpadła się Gondwana (180 milionów lat temu) doszło do nich na terenie obecnej Afryki oraz Ameryki Południowej. Do podobnej sytuacji doszło również po tym, jak rozpadła się Pangea (250 milionów lat temu), przy czym erupcje te były wtedy zlokalizowane na obszarze współczesnej Ameryki Północnej. Jednakże w ich przypadku można zauważyć, iż zapewne miały one swój początek na obrzeżach, by następnie przemieszczać się w głąb płyt. Tylko dlaczego?

Przy pomocy modeli komputerowych naukowcom udało się stwierdzić, że w momencie, w którym dochodzi do rozerwania płyt tektonicznych również ich baza staje się cieńsza. Te niestabilne miejsca są w stanie oddziaływać na sąsiadujące obszary, wpływając w ten sposób nawet na centrum danego kontynentu. Natomiast samo wywołanie tak potężnych erupcji jest już kwestią odpowiedniego wymieszania się materiałów. Wspomniana niestabilność doprowadza bowiem do zetknięcia się skał bogatych w wodę i dwutlenek węgla z tymi, w których znajdują się kimberlity. Rezultat jest porównywalny do potrząsania butelką szampana.

Nie trzeba też dodawać, że badania te znacznie ułatwią poszukiwanie miejsc, w których mogą znajdować się nieodkryte dotąd złoża diamentów.

Źródło: Live Science