Гигантские «столбы тепла» подняли алмазы из глубин Земли
Большинство алмазов образуется глубоко в недрах и выносится близко к поверхности в результате небольших, но мощных вулканических извержений так называемой кимберлитовой породы. Моделирование с помощью суперкомпьютеров показало, что эти извержения подпитываются гигантскими «столбами тепла», которые поднимаются с глубины 2900 километров, прямо над ядром нашей планеты. Сообщение об открытии опубликовали в журнале Nature Geoscience («Наука о природе и геофизике»).
Кимберлитовые извержения оставляют после себя характерную глубокую «трубку» в форме моркови из кимберлитовой породы, которая часто содержит алмазы. По всему миру уже обнаружили сотни таких извержений, произошедших за последние 200 миллионов лет. Большинство из них нашли в Канаде (178 извержений), Южной Африке (158), Анголе (71) и Бразилии (70).
Между твёрдой земной корой и расплавленным ядром проходит мантия, толстый слой вязкой горячей породы. На протяжении десятилетий геофизики использовали компьютеры для изучения того, как мантия медленно течёт на протяжении длительных периодов времени.
В 1980-х одно из исследований показало, что извержения кимберлитов могут быть связаны с небольшими термальными шлейфами в мантии. Под медленно движущимися континентами восходящие горячие струи движутся вверх благодаря свой более высокой плавучести. Ещё в 1970-х годах возникло утверждение, что эти шлейфы могут исходить от границы между мантией и ядром, на глубине 2900 км.
Затем, в 2010 году, геологи предположили, что извержения кимберлита можно объяснить термальными шлейфами, поднимающимися с краёв двух глубоких горячих зон, расположенных под Африкой и Тихим океаном. В 2022-м году появились данные, что эти пятна более подвижны, чем учёные предполагали ранее.
Однако оставалось не вполне понятно, какая активность глубоко в мантии приводила к извержениям кимберлитов. Геологи предположили, что за извержения могут быть ответственны мантийные шлейфы. Однако всё ещё оставался большой вопрос: как тепло продвигалось из недр планеты к кимберлитам? Чтобы ответить на него, исследователи в Канберре, Австралия, использовали суперкомпьютеры для создания трёхмерных геодинамических моделей мантии Земли. Модели учитывали движение континентов на поверхности и в мантии за последний миллиард лет.
Так учёные вычислили движение тепла вверх от ядра и обнаружили, что широкие мантийные подъёмы, или «столбы тепла», соединяют очень глубокие слои Земли с поверхностью. Моделирование показало, что эти столбы обеспечивают нагрев под кимберлитами, и это явление объясняет большинство кимберлитовых извержений за последние 200 миллионов лет.
Компьютерная модель успешно зафиксировала извержения кимберлитов в Африке, Бразилии, России и частично в Соединённых Штатах и Канаде. Также компьютеры предположили, что ранее не обнаруженные извержения кимберлитов произошли в Восточной Антарктиде и Западной Австралии.
К центру столбов мантийные шлейфы поднимаются намного быстрее и переносят плотный материал через мантию, что может объяснить химические различия между кимберлитами на разных континентах.
Однако компьютерные модели не объяснили происхождение некоторых кимберлитов в Канаде, признал автор исследования Омер Бодур. Есть предположение, что такие породы могут быть связаны с другим геологическим процессом — субдукцией плит, когда одни блоки земной коры погружались под другие.
Кимберлитовые извержения оставляют после себя характерную глубокую «трубку» в форме моркови из кимберлитовой породы, которая часто содержит алмазы. По всему миру уже обнаружили сотни таких извержений, произошедших за последние 200 миллионов лет. Большинство из них нашли в Канаде (178 извержений), Южной Африке (158), Анголе (71) и Бразилии (70).
Между твёрдой земной корой и расплавленным ядром проходит мантия, толстый слой вязкой горячей породы. На протяжении десятилетий геофизики использовали компьютеры для изучения того, как мантия медленно течёт на протяжении длительных периодов времени.
В 1980-х одно из исследований показало, что извержения кимберлитов могут быть связаны с небольшими термальными шлейфами в мантии. Под медленно движущимися континентами восходящие горячие струи движутся вверх благодаря свой более высокой плавучести. Ещё в 1970-х годах возникло утверждение, что эти шлейфы могут исходить от границы между мантией и ядром, на глубине 2900 км.
Затем, в 2010 году, геологи предположили, что извержения кимберлита можно объяснить термальными шлейфами, поднимающимися с краёв двух глубоких горячих зон, расположенных под Африкой и Тихим океаном. В 2022-м году появились данные, что эти пятна более подвижны, чем учёные предполагали ранее.
Однако оставалось не вполне понятно, какая активность глубоко в мантии приводила к извержениям кимберлитов. Геологи предположили, что за извержения могут быть ответственны мантийные шлейфы. Однако всё ещё оставался большой вопрос: как тепло продвигалось из недр планеты к кимберлитам? Чтобы ответить на него, исследователи в Канберре, Австралия, использовали суперкомпьютеры для создания трёхмерных геодинамических моделей мантии Земли. Модели учитывали движение континентов на поверхности и в мантии за последний миллиард лет.
Так учёные вычислили движение тепла вверх от ядра и обнаружили, что широкие мантийные подъёмы, или «столбы тепла», соединяют очень глубокие слои Земли с поверхностью. Моделирование показало, что эти столбы обеспечивают нагрев под кимберлитами, и это явление объясняет большинство кимберлитовых извержений за последние 200 миллионов лет.
Компьютерная модель успешно зафиксировала извержения кимберлитов в Африке, Бразилии, России и частично в Соединённых Штатах и Канаде. Также компьютеры предположили, что ранее не обнаруженные извержения кимберлитов произошли в Восточной Антарктиде и Западной Австралии.
К центру столбов мантийные шлейфы поднимаются намного быстрее и переносят плотный материал через мантию, что может объяснить химические различия между кимберлитами на разных континентах.
Однако компьютерные модели не объяснили происхождение некоторых кимберлитов в Канаде, признал автор исследования Омер Бодур. Есть предположение, что такие породы могут быть связаны с другим геологическим процессом — субдукцией плит, когда одни блоки земной коры погружались под другие.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/GR6uGzxuT2o
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Конец 30-летней легенды: Эверест может лишиться одного из главных символов
Эксперты предупреждают индийское правительство: экспедиция будет крайне опасной и вряд ли закончится успехом. Почему?...
Европа задыхается от жары: почему западные страны оказались не готовы к стремительному потеплению?
Эксперты говорят: с каждым годом будет все хуже и опаснее. Но выхода из ситуации пока нет...
Тайна золотого вулкана: почему гора в Антарктике извергает драгоценный металл?
Ученые уже 30 лет пытаются разгадать этот природный детектив. Что удалось узнать исследователям...
Феномен Великой Зеленой стены: за счет чего 66 миллиардов деревьев, высаженных Китаем, растут быстрее естественных лесов?
И почему ученые решили, что природные леса все-таки лучше рукотворных?...
Проклятье 30 июня: почему в этот день произошло столько крупных катастроф?
Официально виновата погода, но изучение деталей до сих пор вызывает множество вопросов...
Тайну четырех черных яиц с 6000-метров глубины океана раскрыли японские ученые
Дно морей изучено гораздо хуже, чем поверхность Марса и Луны. Неудивительно, что исследователи постоянно делают открытия...
«День разоблачения»: какие реальные истории об НЛО легли в основу фильма Стивена Спилберга
Режиссер говорит, что шел к этой картине долгих 50 лет...
Аномальный дождь из рыбы: 150 лет ученые не могут объяснить эту тайну природы
Это явление официально считается неразгаданным феноменом и проходит в категории чудес и головной боли для науки...
Гигантские огненные вихри помогут ликвидировать разливы нефти
Новый метод поможет решить многие проблемы, но без ложки дегтя все-таки не обошлось...
Откуда на Луне вода? Тайну раскрыл новый эксперимент американских ученых
Почему новое открытие — это огромный шаг в сторону космической колонизации?...
Почему только люди ходят во сне? Ученый рассказал секреты лунатизма
Оказалось, этой привычке миллионы лет. Все дело в социальном коконе...
Серная кислота в небе: чем грозит пассажирам новый экологический проект?
Эксперты говорят: от этих планов вряд ли откажутся. Но есть ли у нас время, чтобы подготовиться?...
Космический детектив: почему уникальную планету GJ 3378b никак не признают «второй Землей»?
Сами ученые призывают не торопиться с выводами, ведь истории с инопланетным объектом существует множество интересных нюансов...