Жидкий CO₂ управляет быстрым внедрением алмазоносных структур

В выпуске журнала Nature от 3 мая профессор геологии Брауновского университета Джеймс Хед и профессор вулканологии Ланкастерского университета Лайонел Уилсон предложили комплексный и драматичный механизм формирования кимберлитов — загадочных структур, содержащих большую часть мировых алмазов. Их теория объясняет многие загадочные особенности этих образований и также предполагает, что местоположение кимберлитов не связано с геологией приповерхностных слоёв.

Алмазы, встречающиеся почти исключительно в кимберлитовых формациях, стабильны на большой глубине и на поверхности планеты, но быстро превращаются в графит в условиях высоких температур и низкого давления большинства извержений. Новая комплексная теория формирования кимберлитов предполагает ведущий клин из жидкого углекислого газа в сочетании с катастрофическим охлаждением при достижении поверхности Земли, чтобы объяснить, как алмазы выживают, когда магма выносит их вверх.

Механизм, предложенный Уилсоном и Хедом, описывает формирование клина из жидкого CO₂ над источником богатой углекислым газом магмы на глубине около 250 км. Движущийся вверх со скоростью около 108–180 км/ч, этот клин раскалывает породу, а равновесие давления на его острие (~70 МПа) поддерживается балансом между CO₂ в клине и избытком, растворённым в магме. Когда камера с углекислым газом прорывается на поверхность, жидкость быстро расширяется, образуя газовую струю со скоростью до 5000 км/ч. Это резкое расшижение мгновенно замораживает магму у поверхности и вызывает обрушение стенок полости, заполняя её обломками. Весь процесс, вероятно, занимает менее часа.

Одно из следствий новой теории заключается в том, что поверхностные геологические условия мало влияют на то, где образуются кимберлиты и, следовательно, где откладываются алмазы. В отличие от некоторых недавних теорий, для движущей силы формирования не требуется источник подземных вод. Если теория подтвердится, это будет означать, что алмазы найдены, например, в Южной Африке или на Канадском щите в основном потому, что там их искали, а целенаправленные поиски могут обнаружить кимберлиты и связанные с ними алмазы где угодно.