Согласно новому исследованию группы ученых под руководством Сюзетт Тиммерман (ранее работавшей в Университете Альберты, а теперь в Университете Берна), включая исследование Карнеги, алмазы содержат свидетельства существования мантийных пород, которые помогли поддержать и вырастить древний суперконтинент Гондвану снизу. Стивен Шири, Майкл Уолтер и Эндрю Стил. Их выводы, опубликованные в Природапродемонстрируют, что сверхглубокие алмазы могут открыть окно сквозь пространство и время в процесс роста и формирования суперконтинента.

На протяжении миллиардов лет земные массивы разрывались и снова сталкивались вместе в результате тектоники плит, периодически образуя гигантские суперконтиненты. Этот процесс формирования является результатом крупномасштабной конвекции мантии планеты. Но записи об этих событиях плохо сохранились, поскольку океаническая кора молода и постоянно погружается под поверхность планеты в результате процесса, называемого субдукцией, в то время как континентальная кора дает лишь ограниченное представление о глубинных процессах Земли.

Удивительно, но исследовательская группа смогла показать, что сверхглубокие алмазы, образовавшиеся на глубине от 300 до 700 километров под поверхностью Земли, могут показать, как материал добавлялся к основанию некогда могущественного суперконтинента.

«Эти алмазы позволяют нам увидеть, как глубокие тектонические процессы плит связаны с циклом суперконтинента», — сказал Ширей.

Считается, что суперконтинент Гондвана образовался между 800 и 550 миллионами лет назад во времена неопротерозоя. Начиная с современного местоположения Южного полюса, он включал в себя территории, составляющие нынешнюю Южную Америку, Африку, Ближний Восток, Индию и Австралию.

«Раскрывая геологические процессы, которые способствовали росту Гондваны, ученые смогут лучше понять силы, которые сформировали историю Земли и феномен континентальной стабильности, который, конечно же, имеет фундаментальное значение для возможного успеха жизни на нашей планете», — добавил Уолтер.

На глубине от 40 до 250 километров под поверхностью земли лежат геологические образования, называемые мантийными килями, которые служат основой континентальной коры. Материал, из которого формируются эти кили, утолщался, стабилизировался и охлаждался под континентальными блоками, образуя прочные плавучие структуры, способные противостоять безжалостным разрушительным силам тектонической активности Земли.

Остатки мантийных пород, которые помогли сформировать киль, можно найти в крошечных силикатных и сульфидных включениях, скрытых внутри этих сверхглубоких алмазов. Эти включения, типичные для обычных драгоценных алмазов, являются лучшими друзьями геологов. Они были идентифицированы, изолированы, изучены кристаллографически, а затем радиометрически датированы для определения их геологического возраста.

Эта работа была выполнена исследователями из Университета Альберты и Научного института Карнеги, а также другими группами специалистов по алмазам из Амстердамского свободного университета, Бристольского университета и Падуанского университета. Для этого потребовалось множество шагов, в том числе несколько раз транспортировать алмазы по всему миру, а также использовать одни из самых точных масс-спектрометров и рентгеновских дифрактометров.

«Изучение таких редких образцов с помощью различных методов измерения потребовало серьезной командной работы. Но еще более примечательно то, как тщательный анализ таких мельчайших количеств материала может пролить свет на эволюцию крупнейших континентальных массивов Земли», — объяснил Тиммерман.

«Возраст этих включений свидетельствует о том, когда плавучая мантия была добавлена ​​к Гондване снизу, тем самым создав леса, подкрепив и вырастив суперконтинент», — добавил Ширей.

Затем, около 120 миллионов лет назад, суперконтинент, когда-то поддерживаемый горными породами, в которых содержались эти алмазы, начал распадаться, и, в конце концов, 30 миллионов лет спустя — около 90 миллионов лет назад — алмазы — и включения, заключенные внутри них — были вынесены на поверхность. на поверхность Земли в результате сильных вулканических извержений алмазоносной кимберлитовой магмы.

Теперь, объединив свой лабораторный анализ с существующими моделями тектонического движения и миграции континентов, исследователи могут использовать эти удивительно много путешествующие алмазы, чтобы понять, как материал спаивает континентальные фрагменты вместе снизу, стабилизируя такой огромный континентальный массив суши.