Распад суперконтинентов может вызывать взрывные извержения, в результате которых на поверхность Земли будут выбрасываться фонтаны алмазов.
Алмазы образуются глубоко в земной коре, примерно на глубине 150 км. Они очень быстро поднимаются на поверхность в результате извержений, называемых кимберлитами. Эти кимберлиты движутся со скоростью от 18 до 133 км/ч, и некоторые извержения могут приводить к взрывам газов и пыли, подобным Везувию, говорит Томас Гернон, профессор наук о Земле и климате из Саутгемптонского университета (Англия).
По словам Гернона, исследователи заметили, что кимберлиты чаще всего возникают в те периоды, когда тектонические плиты подвергаются серьезной перестройке, например, во время распада суперконтинента Пангея. Однако, как ни странно, кимберлиты часто извергаются в центре континентов, а не на краях разломов, и эта внутренняя кора является толстой, прочной и трудноразрушимой.
«Алмазы находились в основании континентов в течение сотен миллионов или даже миллиардов лет», — сказал Гернон. «Должен быть какой-то стимул, который внезапно приводит их в движение, поскольку сами извержения очень мощные, очень взрывные».
Гернон и его коллеги начали с поиска корреляций между возрастом кимберлитов и степенью фрагментации плит, происходившей в это время. Они обнаружили, что за последние 500 млн. лет существует закономерность, когда плиты начинают раздвигаться, а через 22-30 млн. лет происходит пик извержений кимберлитов. (Эта закономерность прослеживается и в течение последнего 1 млрд. лет, но с большей неопределенностью, учитывая трудности отслеживания геологических циклов на таком большом расстоянии).
Например, исследователи обнаружили, что извержения кимберлитов на территории современной Африки и Южной Америки начались примерно через 25 млн. лет после распада южного суперконтинента Гондвана, около 180 млн. лет назад. На территории современной Северной Америки также наблюдался всплеск кимберлитов после того, как Пангея начала раскалываться на части около 250 млн. лет назад. Интересно, что извержения кимберлитов начинались на краях разломов и затем неуклонно продвигались к центру массивов суши.
Чтобы выяснить причину этих явлений, исследователи использовали несколько компьютерных моделей глубоких слоев земной коры и верхней мантии. Они обнаружили, что при раздвижении тектонических плит основание континентальной коры истончается, в то время как верхняя часть коры растягивается и образует долины. Горячие породы поднимаются вверх, соприкасаются с этой нарушенной границей, охлаждаются и снова опускаются, создавая локальные области циркуляции.
Эти неустойчивые области могут вызывать нестабильность в соседних регионах, постепенно перемещаясь на тысячи километров к центру континента. Этот вывод совпадает с реальной картиной извержений кимберлитов, начинающихся вблизи рифтовых зон и затем перемещающихся во внутренние районы континентов, сообщили исследователи 26 июля в журнале Nature.
Но как эти нестабильности вызывают взрывные извержения из глубин земной коры? Все дело в смешении нужных материалов, считает Гернон. Нестабильности достаточны для того, чтобы породы из верхней мантии и нижней коры могли сталкиваться друг с другом.
При этом происходит перемешивание породы с большим количеством воды и углекислого газа, а также многих ключевых минералов кимберлитов, включая алмазы. По словам Гернона, результат похож на взбалтывание бутылки шампанского: извержения с большим взрывным потенциалом и плавучестью, которая выталкивает их на поверхность.
Полученные результаты могут быть полезны при поиске неоткрытых месторождений алмазов, сказал Гернон. Они также могут помочь объяснить, почему существуют другие типы вулканических извержений, которые иногда происходят спустя долгое время после распада суперконтинента в регионах, которые должны быть в значительной степени стабильными.
«Это фундаментальный и высокоорганизованный физический процесс, — сказал Гернон, — поэтому, скорее всего, на него реагируют не только кимберлиты, но и целый ряд процессов в земной системе».
Нет комментариев