Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Diamanter viser, at Jorden stadig er i stand til supervarme overraskelser

Octaedral P-type diamant fra Venetia med en granatmineral inklusion. Kredit:Michael Gress

Diamanter kan være 'for evigt, 'men nogle kan have dannet sig for nylig, end geologer troede. En undersøgelse af 26 diamanter, dannet under ekstreme smelteforhold i jordens kappe, fundet to populationer, hvoraf den ene har geologisk 'unge' alder. Resultaterne viser, at visse vulkanske begivenheder på Jorden muligvis stadig kan skabe overophedede forhold, som man tidligere troede kun havde eksisteret tidligt i planetens historie, før den afkølede. Resultaterne kan have konsekvenser for diamantprospektering.

Diamanter kan kategoriseres efter deres indeslutninger:mineraler fanget i carbonkrystalstrukturen, der giver spor om forholdene og klipperne, hvori de dannede sig. De undersøgte diamanter indeholder harzburgitiske indeslutninger, en type peridotit - den mest almindelige sten i Jordens kappe - som har oplevet ekstreme temperaturer og gennemgået meget store mængder af smeltning.

Undersøgelsen ledet af forskere ved Vrije Universiteit (VU) Amsterdam brugte radioisotopanalyse til at datere små indeslutninger fanget i diamanter fra Venetia-minen i Sydafrika. Resultaterne viste, at diamanterne var dannet i mindst to separate begivenheder. Ni af diamanterne havde en alder på omkring 3 milliarder år, og kunne kædes sammen med vulkanisme forårsaget af opløsningen af ​​et gammelt kontinent, der førte til smeltning i stor skala. Imidlertid, overraskende, ti diamanter blev dateret til lidt over en milliard år gamle, korrelerer med en kæmpe vulkansk begivenhed ved Umkondo i det sydlige Zimbabwe, 1,1 milliarder år siden.

"Konventionel tankegang har været, at niveauet af smeltning, der er nødvendigt for at skabe disse diamanter, kun kunne ske tidligt i Jordens historie, når det var meget varmere. Vi viser, at det ikke er tilfældet, og at nogle harzburgitiske diamanter er meget yngre end antaget. Vi foreslår, at vores yngre sæt diamanter blev dannet i et specielt miljø, hvor en større plume fra den dybe kappe blev hævet mod overfladen og undergik omfattende smeltning, da trykket reducerede, sagde Janne Koornneef, hvem ledede undersøgelsen, offentliggjort i dag i Naturkommunikation .

Katodeluminiscens (CL) billede af en poleret diamantplade, der afslører diamantens væksthistorie og viser lokaliteten af ​​mineralske indeslutninger, der skal dateres. Kredit:Michael Gress

Gareth Davies, medforfatter til undersøgelsen, kommenterede, "Dette er et fascinerende indblik i planeten Jordens indre funktioner. Mens unge diamanter dannes i andre typer klipper og forhold i kappen, det er meget uventet at finde harzburgitiske diamanter forbundet med relativt nyere geologisk aktivitet. Da harzburgitiske klipper er vigtige markører for efterforskning af diamanter, fundene kan have konsekvenser for de geologiske miljøer, hvor vi leder efter nye diamantminer. "

Analysen af ​​diamanterne på VU Amsterdam blev finansieret af Europlanet 2020 Research Infrastructure og forskningen blev finansieret af European Research Council. De Beers Group of Companies donerede de diamanter, der blev brugt i denne undersøgelse.

  • Katode luminiscens (CL) billede af en poleret diamantplade, der afslører diamantens væksthistorie og viser lokaliteten af ​​mineralindeslutninger, der skal dateres. Kredit:Michael Gress

  • Elektronmikroprobe billeder af inklusioner. (en, c) vis diamantpålagt kubo-oktaedrisk morfologi. Overfladen på V471 (b) har trigonale træk, der fastslår, at inklusionen og værtsdiamanten blev dannet samtidigt. Den øverste overflade af V405 (d) registrerer trinvise træk, og sidefladerne viser veludviklede vækstlinjer, der stemmer overens med samtidig vækst med værtsdiamanten. Kredit:Koornneef et al

  • Forenklet geologisk kort og tværsnit tegneserier. (en), (b), og (c) vise den udledte sammenhæng mellem magmatiske bjergarter i området, der er resultatet af storskala tektono-magmatiske begivenheder, og diamantvækstbegivenhederne som registreret af granatindeslutningerne i diamanter fra Venetia (rød stjerne). Stiplede sorte linjer i (a) er internationale grænser. (b) viser dannelsen af ​​diamanter dateret 1,1 milliarder år gennem aktiv opstrømning af en fane af det varme, dyb kappe. (c) viser dannelsen af ​​diamanterne for omkring 3 milliarder år siden gennem passiv opstrømning forbundet med kontinental rift. (b) og (c) er ikke i skala. Omrids af Umkondo-fremspring efter Hansen et al. Kredit:Koornneef et al




Varme artikler