Deimantų fontanai: mokslininkai nustatė, kas galėjo paskatinti jų išsiveržimus iš Žemės gelmių

Deimantai susidaro giliai Žemės plutoje, maždaug 150 km gylyje. Iš Žemės gelmių jie labai greitai iškyla į paviršių per išsiveržimus, vadinamus kimberlitų išsiveržimais – tai nedideli, bet galingi ugnikalnio išsiveržimai, kuriuos sukelia greitas vulkaninės uolienos kimberlitų kilimas į Žemės paviršių. Beje, būtent kimberlitai yra deimantų susidarymo terpė.

Šie kimberlitai juda 18-133 km/h greičiu, o kai kurie išsiveržimai galėjo sukelti Vezuvijaus ugnikalnio išsiveržimą primenančius dujų ir dulkių sprogimus, sakė Anglijos Sautamptono universiteto Žemės ir klimato mokslų profesorius Thomas Gernonas.

Mokslininkai pastebėjo, kad kimberlitų išsiveržimai dažniausiai nutinka tuomet, kai tektoninės plokštės smarkiai persitvarko – pavyzdžiui, suskilus superkontinentui Pangėjai, teigė T.Gernonas. „Tačiau keista, kad kimberlitai dažnai išsiveržia ne skilimų pakraščiuose, o žemynų viduryje, o ši vidinė pluta yra stora, tvirta ir sunkiai suardoma“, - sakė jis.

„Deimantai šimtus milijonų ar net milijardus metų gulėjo žemynų gelmėse, – sakė Gernonas. – Turi būti kažkoks stimulas, kuris juos tiesiog staiga išjudina, nes patys išsiveržimai yra galingi ir sprogstantys.“

Kaip rašo „Live Science“, T.Gernonas su kolegomis pradėjo ieškoti sąsajų tarp kimberlitų išsiveržimų amžiaus ir tuo metu vykusio plokščių judėjimo lygio. Jie nustatė, kad per pastaruosius 500 mln. metų susiformavo dėsningumas, kai plokštės pradeda tolti viena nuo kitos, o po 22-30 mln. metų kimberlitų išsiveržimai pasiekia piką.

Pavyzdžiui, mokslininkai nustatė, kad kimberlitų išsiveržimai dabartinėje Afrikoje ir Pietų Amerikoje suintensyvėjo praėjus maždaug 25 mln. metų po pietinio superkontinento Gondvanos skilimo, maždaug prieš 180 mln. metų. Dabartinėje Šiaurės Amerikoje kimberlitų padaugėjo ir po to, kai maždaug prieš 250 mln. metų pradėjo skilti Pangėja. Įdomu tai, kad šie kimberlitų išsiveržimai prasidėjo plyšių pakraščiuose, o paskui nuosekliai ėjo plokščių masyvų centro link.

Siekdami išsiaiškinti, kas lemia šiuos dėsningumus, tyrėjai naudojo kelis plutos ir viršutinės mantijos kompiuterinius modelius. Jie nustatė, kad, tektoninėms plokštėms atsiskyrus, žemyninės plutos pagrindas plonėja, viršutinė pluta išsitempia ir suformuoja slėnius. Karšta uoliena pakyla į viršų, prisiliečia prie pažeistos vietos, atvėsta ir vėl nugrimzta, taip sukurdama vietines cirkuliacijos sritis.

Šie nestabilūs regionai gali sukelti nestabilumą gretimuose regionuose ir palaipsniui tūkstančius kilometrų migruoti žemyno centro link. Ši išvada atitinka realiame gyvenime pastebėtą modelį, kai kimberlitų išsiveržimai prasideda netoli pakraščių, o paskui persikelia į žemyno vidų, – pranešė mokslininkai liepos 26 d. žurnale „Nature“.

Tačiau kaip šie nestabilumai sukelia sprogstamuosius išsiveržimus iš plutos gelmių? Viskas priklauso nuo medžiagų susimaišymo, sakė T.Gernonas. Nestabilumo pakanka, kad viršutinės mantijos ir apatinės plutos uolienos tekėtų viena prieš kitą.

Taip susidaro uoliena, kurioje yra daug vandens ir anglies dioksido, taip pat daug svarbiausių kimberlitų mineralų, įskaitant deimantus. Rezultatas panašus į šampano butelio purtymą, sakė T.Gernonas: išsiveržimai su dideliu sprogstamuoju potencialu, kuris juos išstumia į paviršių.

T.Gernonas sakė, kad šie rezultatai gali būti naudingi ieškant neatrastų deimantų telkinių. Jie taip pat gali padėti paaiškinti, kodėl kartais pasitaiko kitų tipų ugnikalnių išsiveržimų, kurie kartais įvyksta praėjus ilgam laikui po superkontinento skilimo regionuose, kurie turėtų būti iš esmės stabilūs.