Geologer finder tabt fragment af det gamle kontinent i Canadas nord

Sigte gennem diamantudforskningsprøver fra Baffin Island, Canadiske videnskabsmænd har identificeret en ny rest af det nordatlantiske kraton - en gammel del af Jordens kontinentale skorpe.

En tilfældig opdagelse af geologer, der undersøger diamantudforskningsprøver, har ført til en stor videnskabelig gevinst.

Kimberlit-klippeprøver er en grundpille i diamantudforskning. Dannet for millioner af år siden på dybder på 150 til 400 kilometer, kimberlitter bringes til overfladen af ​​geologiske og kemiske kræfter. Sommetider, de magmatiske bjergarter bærer diamanter indlejret i dem.

"For forskere, kimberlitter er underjordiske raketter, der samler passagerer op på vej til overfladen, " forklarer University of British Columbia geolog Maya Kopylova. "Passagererne er solide klumper af mursten, der bærer et væld af detaljer om forhold langt under overfladen af ​​vores planet over tid."

Men da Kopylova og kolleger begyndte at analysere prøver fra en ejendom i De Beers Chidliak Kimberlite-provinsen på det sydlige Baffin Island, det blev tydeligt, at murstenene var meget specielle. De bar en mineralsignatur, der matchede andre dele af den nordatlantiske kraton - en gammel del af Jordens kontinentale skorpe, der strækker sig fra Skotland til Labrador.

"Mineralsammensætningen af ​​andre dele af den nordatlantiske kraton er så unik, at der ikke var nogen fejl, " siger Kopylova, hovedforfatter til et nyt papir i Journal of Petrology, der skitserer resultaterne. "Det var nemt at binde stykkerne sammen. Tilstødende gamle kratoner i det nordlige Canada - i det nordlige Quebec, Det nordlige Ontario og i Nunavut - har helt andre mineralogier."

Kratoner er milliarder år gamle, stabile fragmenter af kontinental skorpe - kontinentale kerner, der forankrer og samler andre kontinentale blokke omkring dem. Nogle af disse kerner er stadig til stede i midten af ​​eksisterende kontinentalplader som den nordamerikanske plade, men andre gamle kontinenter er delt i mindre fragmenter og er blevet omarrangeret af en lang historie med pladebevægelser.

"At finde disse 'tabte' brikker er som at finde en manglende brik i et puslespil, " siger Kopylova. "Det videnskabelige puslespil på den gamle Jord kan ikke være komplet uden alle brikkerne."

Kontinentalpladen i det nordatlantiske kraton rev sig i fragmenter for 150 millioner år siden, og strækker sig i øjeblikket fra det nordlige Skotland, gennem den sydlige del af Grønland og fortsætter mod sydvest ind i Labrador.

Det nyligt identificerede fragment dækker den diamantbærende Chidliak-kimberlit-provins i det sydlige Baffin Island. Det tilføjer omkring 10 procent til den kendte udstrækning af den nordatlantiske kraton.

Det er første gang, geologer har været i stand til at stykke dele af puslespillet sammen på en sådan dybde - såkaldt kappe-korrelation. Tidligere rekonstruktioner af størrelsen og placeringen af ​​Jordens plader har været baseret på relativt lavvandede stenprøver i skorpen, dannet i dybder på en til 10 kilometer.

"Med disse prøver er vi i stand til at rekonstruere formerne på gamle kontinenter baseret på dybere, kappesten, " siger Kopylova. "Vi kan nu forstå og kortlægge ikke kun det øverste tynde lag af Jorden, der udgør en procent af planetens volumen, men vores viden er bogstaveligt og symbolsk dybere. Vi kan sammensætte 200 kilometer dybe fragmenter og kontrastere dem baseret på detaljerne i den dybe mineralogi."

Prøverne fra Chidliak Kimberlite-provinsen i det sydlige Baffin Island blev oprindeligt leveret af Peregrine Diamonds, et junior efterforskningsfirma. Peregrine blev opkøbt af den internationale diamantefterforskningsvirksomhed og detailhandler De Beers i 2018. Selve borekerneprøven er meget værdifuld, og dyrt at hente.

"Vores partnervirksomheder viser en masse goodwill ved at levere forskningsprøver til UBC, som muliggør grundlæggende forskning og træning af mange kandidatstuderende, " siger Kopylova. "Til gengæld, UBC-forskning giver virksomheden information om den dybe diamantholdige kappe, der er central for at kortlægge den del af kratonen med de højere ændringer for at understøtte en succesfuld diamantmine."