Kimberlitter:De eneste vulkanske aflejringer, vi ved, er kommet fra Jordens dybe kappe

Vores planet dannede sig for omkring 4,54 milliarder år siden, men få antydninger af denne gamle verden er tilbage - kun et lille udspring af klipper i det nordvestlige Canada, der går 4,03 milliarder år tilbage og små krystaller af mineralet zirkon fra det vestlige Australien, der er omkring 4,3 milliarder år gamle.

Langt størstedelen af ​​den tynde skorpe, som vi lever på, er betydeligt yngre; denne mangel på bevaret ældre materiale er en konsekvens af vores dynamiske planet.

Den konstante susning af tektoniske plader danner og ødelægger sten, mens virkningen af ​​den hydrologiske cyklus - regn, floder, gletsjere, oceaner - har en tendens til at erodere og omfordele deres bestanddele.

I mange årtier har imidlertid, forskere har antaget, at der er områder dybt i Jordens indre, der indeholder materiale uberørt siden planeten blev dannet.

Disse domæner af urmateriale er rester fra den gamle begivenhed, der så adskillelsen af ​​vores planets kerne fra silikatkomponenten, der udgør det meste af jordskorpen og kappen.

Nu, ny forskning ved University of Melbourne kaster lidt lys over dette puslespil ved hjælp af kimberlitter - en vulkansk klippe.

Disse usædvanlige magmer er den primære kilde til en af ​​vores mest værdifulde varer - diamanter. De er de eneste vulkanske aflejringer, vi ved, er kommet fra Jordens dybe kappe, og de giver et fascinerende indblik i vores planets dannelse.

På trods af vores bedste indsats, hypoteser om, hvad der ligger dybt i Jordens indre, er stort set ikke blevet testet.

Vi kan skabe billeder af vores planets indre ved hjælp af geofysiske teknikker, der involverer seismisk bølgetransmission, men det er en meget sværere opgave at bestemme sammensætningen af ​​den dybe Jord.

Prøver præsenteres sjældent for os til analyse, og vi har ikke teknologien til at bore i jordens kappe for at finde dette materiale ved kilden.

Det dybeste hul, der nogensinde er boret, Kola Superdeep Borehole i det nordvestlige Rusland, når godt 12 kilometer i dybden.

Selvom det kan lyde dybt, det er knap en tredjedel af vejen gennem skorpen i den region. Faktisk, vi skulle grave mere end 500 kilometer længere ned i den underliggende kappe for at have nogen chance for at finde urmateriale.

Mange af vores ideer om sammensætningen af ​​Jordens indre kommer faktisk fra meteoritter.

Vi mener, at de stammer fra katastrofale kollisioner, der frigav materiale dybt inde fra tidlige solsystemplaneter, der blev dannet på lignende måde som Jorden.

Imidlertid, der er sjældne udbrud, der bringer materiale til overfladen fra dybt i jorden, såsom kimberlitter.

Kimberlitudbrud har aldrig været vidne til, fordi de fleste kimberlitter blev dannet for millioner til milliarder af år siden.

Men vi ved fra deres teksturer og flygtige rige natur, at disse udbrud må have været ekstremt voldelige, rejser gennem Jordens kappe med ekstrem hastighed og prøver deres omgivelser, mens de gik.

En lille procentdel af diamanter bærer små indeslutninger af andre mineraler, som kun er stabile ved store tryk, giver tydeligt bevis på, at deres dannelse sker på op til 800 kilometer dybder.

I vores undersøgelse med University of Melbourne forskere professor David Phillips og drs Andrea Giuliani og Roland Maas, Professor Graham Pearson fra University of Alberta, og Dr. Geoff Nowell fra Durham University, vi målte sammensætningen af ​​kimberlitter, der brød ud i løbet af en periode på 2,5 milliarder år i Jordens historie; indsamling af data og prøver fra tretten kimberlitfelter globalt, spænder over alle kontinenter undtagen Antarktis.

Brug af følsomme radioisotop -sporstoffer, vi kan kortlægge udviklingen af ​​deres kappe af kappe gennem tiden.

Vores resultater viser, at før omkring 200 millioner år siden, alle kimberlitter, der brød ud på Jorden, stammer sandsynligvis fra et enkelt ældreservoir, dannet kort efter Jordens kerne blev dannet.

Derefter, for omkring 200 millioner år siden, dette reservoir ser ud til at være forstyrret.

Dette skyldtes muligvis en enorm subduktionszone, der blev etableret langs marginalerne på superkontinentet Pangea - det eneste kontinent, der var forud for de syv kontinenter, vi nu har.

Her, kollision mellem tektoniske plader tvang den yngre oceaniske skorpe ned under superkontinentet og tilbage i Jordens dybere kappe. Dette materiale kan have resulteret i kontaminering af det oprindelige reservoir.

Disse observationer giver vores bedste bevis endnu for eksistensen af ​​et tidligt ældre reservoir inden for jordens kappe - et emne for intens spekulation i de sidste fire årtier.

Og denne store begivenhed for omkring 200 millioner år siden kan meget vel have repræsenteret et væsentligt vendepunkt i Jordens geokemiske udvikling.