"Сверхглубокая" алмазная находка расширяет наше понимание тектоники плит

Уникальная комбинация минералов, захваченных внутри "сверхглубокого" алмаза, сформировавшегося на глубине сотен километров под поверхностью Земли, проливает новый свет на тектонику плит — геологические процессы, порождающие горы, океаны и континенты.

Одним из включений в алмазе оказался исключительно чистый образец минерала оливина, разновидность которого более известна как драгоценный камень перидот. Большая часть оливина на Земле содержит некоторое количество железа, поэтому чистота этого образца говорит об уникальных условиях его формирования, согласно международному исследованию, опубликованному на прошлой неделе в журнале Nature.

Чистота оливина, а также некоторые другие минералы-включения в этом алмазе, указывают на гораздо более глубокое, чем обычно, происхождение — между так называемой зоной перехода и нижней мантией, на глубине от 420 до 660 километров под поверхностью Земли. Это также показывает, что среда в этих зонах имеет чрезвычайно переменное содержание кислорода.

"Чтобы получить такой экстремальный состав [оливина] и весь минеральный ансамбль, который у нас есть, единственный способ — это иметь очень глубоко погруженную океаническую плиту или слэб, который уходит в мантию. То есть вы, по сути, проталкиваете материал с поверхности Земли в её глубины", — говорит соавтор исследования Грэм Пирсон, профессор кафедры наук о Земле и атмосфере и директор Школы разведки и исследовательской подготовки в области алмазов.

"При этом возникают огромные градиенты активности кислорода, и эти большие градиенты очень способствуют возникновению экстремальных вариаций в составе минералов", — добавляет он.

Понимание этих кислородных градиентов помогает объяснить, как тектоника плит возвращает летучие элементы обратно в мантию, а также может дать ключи к пониманию формирования сверхглубоких алмазов — знаний, которые невозможно получить другим путём.

"Вы можете видеть погружающиеся в Землю океанические слэбы на сейсмических изображениях, но у вас нет никакого представления о детальных структурах, которые они образуют, или о механизмах и химических процессах, происходящих в этих слэбах", — отмечает Пирсон. "Эти алмазы предоставляют уникальный след этого детального химического развития по мере погружения слэба".

Сверхглубокие алмазы, происходящие с глубин более 300 километров, являются кладезем научной информации, поскольку они уникально способны сохранять сведения о месте своего формирования, включая многие физические и химические процессы, происходившие во время их образования. Большинство других минералов теряют большую часть этой информации к моменту выхода на поверхность, в то время как алмазы действуют почти как капсулы времени.

"Если вы хотите объяснить явления, которые наблюдаете на поверхности — будь то экономическое минералообразование, поднятие поверхности или явления опускания, связанные с нефтеносными бассейнами, — вам необходимо понимание структуры, механики и свойств глубоких недр Земли. Алмаз уникально способен укрепить это понимание", — заключает учёный.