Cool Earth -teori kaster mere lys over diamanter

En QUT -geolog har offentliggjort en ny teori om jordens termiske udvikling for milliarder af år siden, der forklarer, hvorfor diamanter er dannet som ædle ædelstene frem for bare klumper af almindelig grafit.

I undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Kemisk geologi , forskerne kiggede på magnesiumoxidniveauerne i tusinder af vulkanske klipper, er mindst 2,5 milliarder år gammel, der var blevet indsamlet fra hele verden.

Professor Balz Kamber, fra QUT's Earth, Miljø- og biologisk videnskabsskole, forfattede undersøgelsen sammen med professor Emma Tomlinson, fra Institut for Geologi ved Trinity College Dublin. Forskningen udfordrer en fælles teori om Jordens udvikling og giver en forklaring på, hvorfor Jordens kappe var kølig nok til at producere diamanter i den arkaiske æra for mellem 4 milliarder og 2,5 milliarder år siden.

Professor Kamber sagde, at analysen af ​​magnesiumoxidniveauerne i stenprøver fra den arkaiske æra modsiger den konventionelle tro, at Jordens kappe var meget varmere, end den er i dag.

"Vi ved med sikkerhed, at Jorden producerede meget mere varme dengang-tre til to og en halv gang, "Sagde professor Kamber.

Den fremherskende teori blandt petrologer, der studerer oprindelsen, struktur og sammensætning af sten, er, at hele Jordens kappe var betydeligt varmere indtil for 2,5 milliarder år siden.

Men professor Kambers analyse er, at den herskende teori kun er halvt rigtig. Han sagde, at mens den nedre kappe var betydeligt varmere, den øvre kappe, som er området ned til 670 km, var ikke varmere end den er i dag.

"Det er den øvre kappe, der betyder noget, fordi de vulkanske klipper, vi observerer, de kommer fra den øverste kappe, "Sagde professor Kamber.

For at forklare teorien, Professor Kamber bruger analogien om, at nogen prøver at varme deres soveværelse om vinteren ved at skrue op for varmeren, men undlader at lukke vinduerne.

"Du kan producere så meget varme som du vil, men det bliver ikke varmere, " han sagde.

"Så det, vi rent faktisk er interesseret i, er ikke, hvor meget varme vi producerer, men hvor varmt var det i jordens indre.

"Antagelsen har været:mere varme, derfor var det varmere. Men det vi viser er:mere varme, men ikke varmere.

"Jorden producerede mere varme, men var også ved at slippe af med den, åbner flere vinduer så at sige. "

Teorien stammer fra beviserne lagret i de gamle sten på deres niveau af magnesiumoxid. Professor Kamber sagde, at magnesiumoxidniveauerne i langt de fleste stenprøver fra den dato lignede moderne lavas, hvilket indikerede, at temperaturerne var ens.

"Eksperimentelister kan genskabe de forhold, der fører til smeltning af kappen, "Sagde professor Kamber.

"Og disse eksperimenter informerer os uden tvivl om, at jo varmere kappen den smelter ved, jo mere magnesium i smelten.

"Vores antagelse var, at vi ville finde mere magnesium i de ældre sten i forhold til i dag.

"Der er sten, der har mere magnesium, men de kommer ikke fra den øvre kappe."

Den kølige øvre kappe -teori hjælper med at forklare dannelsen af ​​diamanter, hvoraf de fleste blev dannet i løbet af denne periode og ville være blevet til klumper af grafit, hvis den øvre kappe var for varm.

Professor Kambers papir, der beskriver, hvordan beviser for, at den øvre kappe var relativt cool, siden er blevet støttet af en undersøgelse, der tilfældigt blev offentliggjort et par dage senere i tidsskriftet AGU100 af et tysk team, Amerikanske og britiske geologer, der fremsatte en lignende teori.

Forståelsen af, at den øvre kappe for 2,5 milliarder år siden var meget køligere end tidligere antaget, svarer også på et andet mangeårigt konfliktområde, der har splittet geologer vedrørende bevægelse af tektoniske plader.

Hvis den øvre kappe havde været meget varmere for 2,5 millioner år siden, så ville de oceaniske plader have været tykkere og sværere at bevæge sig under hinanden.

Det nye bevis på en køligere overmantel, som ville have væltet varme sten fra den nedre kappe og opad mod overfladen for at frigive varmen, forklarer, hvordan pladerne, der kørte oven på dette, ville have bevæget sig hurtigt og kollideret med hinanden.

Professor Kamber sagde, at forståelse af Jordens termiske udvikling var afgørende for at forstå de mange aspekter af vores planet, såsom udviklingen af ​​atmosfæren, fremkomsten af ​​jord, og livets udvikling.

"En geolog betragter den nuværende tilstand som den akkumulerede historie i mere end 4 milliarder år, "Sagde professor Kamber.

"Vi kan ikke forstå nutiden fuldt ud, hvis vi ikke forstår denne rejse."