Аналіз стародавніх надглибоких алмазів, викопаних у шахтах Бразилії та Західної Африки, виявив нові процеси еволюції та переміщення континентів під час ранньої еволюції складного життя на Землі. Ці алмази, які утворилися між 650 і 450 мільйонами років тому на основі суперконтиненту Гондвана, були проаналізовані міжнародною командою експертів і показали, як такі суперконтиненти, як Гондвана, утворилися, стабілізувалися та як вони рухаються навколо планети.
«Надглибокі алмази надзвичайно рідкісні, і тепер ми знаємо, що вони можуть розповісти нам багато про весь процес формування континенту», — каже доктор Карен Сміт зі Школи геонаук Вітса, яка брала участь у дослідженні. «Ми хотіли датувати ці алмази, щоб спробувати зрозуміти, як утворилися найдавніші континенти».
Утворені мільйони-мільярди років тому алмази можуть освітлювати найтемніші та найдавніші частини мантії Землі. Континенти дрейфують поверхнею Землі, створюючи «суперконтиненти» та руйнуючи їх. У сукупності ці міграції відомі як «цикл суперконтинентів», а алмази є одними з небагатьох мінералів, достатньо міцних, щоб вижити та зафіксувати ці стародавні цикли створення та руйнування.
Суперконтиненти можуть зосереджувати глибоку субдукцію океанічних плит — рушій тектоніки плит — у дуже специфічних регіонах. Такі глибинні геологічні процеси, особливо в минулому, було дуже важко досліджувати безпосередньо, оскільки океанічна кора молода, а континентальна кора дає лише обмежений огляд глибинних розробок Землі. Старі алмази пропонують пряме вікно в глибинний тектонічний механізм плит і те, як він може бути пов’язаний із циклом суперконтинентів.
Визначивши крихітні силікатні та сульфідні вкраплення всередині алмазів, команда під керівництвом доктора Сюзетт Тіммерман з Бернського університету, Швейцарія, датувала алмази, які утворилися на глибині від 300 до 700 км під основою Гондвани. Мета полягала в тому, щоб простежити, як матеріал додавався до кіля суперконтиненту. Роблячи це, команда розпізнала раніше невідомий геологічний процес. Дослідження було опубліковано в Nature.
«Геохімічний аналіз і датування включень в алмазах у поєднанні з існуючими тектонічними моделями міграції континентів показали, що алмази утворилися на великих глибинах під Гондваною, коли суперконтинент покривав Південний полюс, між 650–450 мільйонами років тому», — говорить Сміт. .
Гірські породи, що вміщують алмази, стали плавучими під час утворення алмазів, транспортуючи субдукований матеріал мантії та алмази. Цей матеріал був доданий до основи кореня Гондвани, по суті, «вирощуючи» суперконтинент знизу.
«Приблизно 120 мільйонів років тому Гондвана почала розпадатися на частини, утворюючи сучасні океани, такі як Атлантичний. 90 мільйонів років тому алмази, що містять у собі крихітні вкраплення гірської породи, були винесені на поверхню Землі під час сильних вивержень вулканів. «
Сучасні місця цих вивержень вулканів знаходяться на континентальних фрагментах Бразилії та Західної Африки, двох ключових компонентів Гондвани. Таким чином, алмази, мабуть, мігрували разом з різними частинами колишнього суперконтиненту, коли він розсіювався, «приклеюючись» до їх основи.
«Ця складна історія алмазів показує, що вони надзвичайно добре подорожували, як вертикально, так і горизонтально, в межах Землі, простежуючи як формування суперконтиненту, так і останні стадії його еволюції. Прирост відносно молодого матеріалу до коренів континентів потовщує та з’єднує ці стародавні континентальні фрагменти, вказуючи на потенційний новий спосіб зростання континенту».
Сміт провів ізотопний аналіз сульфідних включень в Науковому інституті Карнегі. Зараз Сміт працює в Університеті Вітватерсранд, де вона є частиною команди, яка розробляє нову ізотопну лабораторію та методику, щоб аналізи алмазних включень могли зрештою проводитися у Вітс.
«У 2022 році ми встановили необхідне обладнання та працюємо над тим, щоб разом отримати вузькоспеціалізовані навички та обладнання, щоб ми могли виконувати цей тип алмазної роботи в Південній Африці, де раніше це можна було робити лише за кордоном», — говорить Сміт.
«Нам потрібні такі дослідження, щоб зрозуміти, як еволюціонують і рухаються континенти. Без континентів не було б життя. Це дослідження дає нам уявлення про те, як формуються континенти, і пов’язує з тим, як еволюціонувало життя і чим відрізняється наша планета Земля. з інших планет».