Для формирования алмазов в первую очередь нужны три вещи: давление, тепло и много времени. Эти три ингредиента можно легко найти в мантии Земли — тягучем, очень горячем геологическом бульоне, который отделяет ядро планеты от ее коры. Но если эти драгоценные камни формируются примерно на добрых 200 км ниже поверхности, как именно они появляются в шахтах и ювелирных магазинах по всему миру?
На протяжении десятилетий ученым было известно, что вулканические извержения магматических пород, известных как кимберлиты, могут содержать алмазы в своей горной породе, и такие горячие точки кимберлита можно найти, среди прочего, в Южной Африке, на северо-востоке США и в Сибири. Так что, хотя это вулканическое явление, по сути, извергает алмазы, какой геологический двигатель стоит за этими извержениями?
Исследователи из Университета Вуллонгонга в Австралии проанализировали последние миллиарды лет геологического движения Земли, чтобы понять внутренние махинации кимберлита в мантии Земли. Команда обнаружила структуры, называемые "столбами тепла", простирающиеся на 2900 километров ниже поверхности Земли и уходящие корнями прямо над ядром планеты — идея, впервые исследованная в 1970-х годах. Результаты работы были опубликованы в прошлом месяце в журнале Nature Geoscience.
Исследователи использовали суперкомпьютеры в Национальной вычислительной инфраструктуре в Канберре, Австралия (которая в апреле помогла исследователям в изучении тайн внутреннего ядра Земли), для создания геодинамических моделей для точного отражения движения тектоники плит, а также известных извержений кимберлитов по всему миру.
Модели полностью сопоставили извержения в Африке, России и Бразилии и частично объясняли известные извержения кимберлитов в США и Канаде. Исследователи связывают это североамериканское несоответствие с возможностью того, что некоторые извержения кимберлитов были вызваны процессом, известным как "субдукция плит", а не этими тепловыми столбами.
С другой стороны, подтверждая известные извержения кимберлитов, модель также выявила потенциально необнаруженные извержения кимберлитов в Восточной Антарктиде и на кратоне Йилгарн в Западной Австралии.
Использование сверхточных суперкомпьютерных моделей геологических движений Земли может иметь серьезные последствия для промышленной добычи полезных ископаемых. Такие геодинамические модели могут помочь выделить районы, заполненные алмазами, и места будущих извержений кимберлитов, а также могут помочь ученым определить кобальт и никель — минералы, необходимые для перехода человечества к "зеленой" энергии, а также редкоземельные металлы.
Понимание геологического двигателя под нашими ногами помогает пролить свет на далекое прошлое планеты, но также может помочь нам обеспечить будущее для нас, людей.
