De meeste diamanten worden diep in de aarde gevormd en komen dicht bij de oppervlakte in kleine maar krachtige vulkaanuitbarstingen van een soort gesteente genaamd kimberliet.
ons Modellering van supercomputersgepubliceerd in Natuurwetenschappen Aardwetenschappenlaat zien dat deze uitbarstingen worden aangewakkerd door gigantische “hittepluimen” die zich 2.900 kilometer (1.802 mijl) onder de grond uitstrekken, net boven de kern van onze planeet.
Inzicht in de innerlijke geschiedenis van de aarde kan worden gebruikt om mineralenreserves aan te pakken – niet alleen diamanten, maar ook belangrijke mineralen zoals nikkel en zeldzame aardmetalen.
Kimberliet en hotspots
Kimberlietuitbarstingen laten een kenmerkende diepe, wortelvormige “buis” van kimberlietgesteente achter, die vaak diamanten bevat. Honderden van dergelijke explosies die zich in de afgelopen 200 miljoen jaar hebben voorgedaan, zijn over de hele wereld ontdekt. De meeste werden gevonden in Canada (178 uitbarstingen), Zuid-Afrika (158), Angola (71) en Brazilië (70).
Tussen de vaste aardkorst en de gesmolten kern bevindt zich de mantel, een dikke laag hete, enigszins stroperige rots. Decennia lang hebben geofysici computers gebruikt om te bestuderen hoe de mantel gedurende lange perioden langzaam stroomt.
in de jaren tachtig, Een studie toonde aan De kimberlietuitbarstingen kunnen verband houden met kleine thermoplastische pluimen in de mantel – opwaartse, veerachtige stralen van hete mantel die opstijgen vanwege hun hogere drijfvermogen – onder de langzaam bewegende continenten.
was zij eerder betoogdin de jaren 70, dat deze pluimen afkomstig kunnen zijn van de grens tussen de mantel en de kern, op een diepte van 2.900 km.
Toen, in 2010, stelden geologen voor De uitbarstingen van kimberliet kunnen worden verklaard door thermische pluimen die voortkomen uit de randen van twee diepe, hete punten die verankeren onder Afrika en de Stille Oceaan.
En in het afgelopen jaar We hebben het gemeld Deze vaste punten zijn mobieler dan we dachten.
We weten echter nog steeds niet precies hoe activiteit diep in de mantel de kimberlietuitbarstingen veroorzaakte.
warmte polen
Geologen hebben de hypothese dat mantelpluimen verantwoordelijk kunnen zijn voor het ontsteken van kimberlietuitbarstingen. Er blijft echter één grote vraag over: hoe werd warmte overgedragen van diep in de aarde naar de kimberlieten?
Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten we supercomputers in Canberra, Australië, om geodynamische 3D-modellen van de aardmantel te maken. Onze modellen geven de beweging weer van de continenten aan de oppervlakte en in de mantel gedurende de afgelopen miljard jaar.
We berekenden opwaartse warmtebewegingen vanuit de kern en ontdekten dat brede mantellagen, of ‘warmtepluimen’, de zeer diepe aarde met het oppervlak verbinden. Onze modellen laten zien dat deze pluimen de hitte onder de kimberliet leveren en de meeste uitbarstingen van de kimberliet in de afgelopen 200 miljoen jaar verklaren.
Het model legt met succes vulkaanuitbarstingen van kimberliet vast in Afrika, Brazilië, Rusland en gedeeltelijk in de Verenigde Staten en Canada. Onze modellen voorspellen ook voorheen onopgemerkte vulkaanuitbarstingen van kimberliet in Oost-Antarctica en Yilgarn Craton in West-Australië.
Naar het midden van de pluimen stijgen mantelpluimen sneller en dragen ze dicht materiaal door de mantel, wat de chemische verschillen tussen kimberlieten in verschillende continenten.
Onze modellen houden geen rekening met enkele van de kimberlieten in Canada, die mogelijk verband houden met een ander geologisch proces dat ‘plaatsubductie’ wordt genoemd. We hebben tot nu toe kimberlieten geprojecteerd tot 1 miljard jaar geleden, wat de huidige limiet is van Reconstructie van bewegingen van tektonische platen.
Ömer F. Bodurerelid, Universiteit van Wollongong En Nicolaas VlamingCollega Professor, Universiteit van Wollongong
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf Gesprek Onder Creative Commons-licentie. Lees de Het originele artikel.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”