鉆石如何進入地表，鉆石如何進入地表。

“鉆石是永恒的。”那個標志性的口號，為一個1940年代非常成功的廣告活動，出售寶石作為永恒承諾和團結的象征。

但是我們的新研究是由各個國家的研究人員進行的，發表于《自然》雜志，這表明鉆石也可能是地球構造板塊分裂的標志。它甚至可以提供線索，說明最好去哪里尋找它們。

鉆石，是最堅硬的天然結石，需要強烈的壓力和溫度才能形成。這些條件只有在地球深處才能實現。那么它們是如何從地球深處到達地表的呢？

鉆石被帶到熔融的巖石或巖漿中，稱為金伯利巖.直到現在，我們還不知道是什么過程導致金伯利巖突然射穿地殼，花了數百萬甚至數十億年的時間存放在大陸下。

超大陸周期

大多數地質學家都認為，引發的爆炸性噴發鉆石同步出現超大陸周期：一種反復出現的陸地形成和破碎模式，定義了數十億年的地球歷史。

然而，這種關系背后的確切機制存在爭議。出現了兩種主要理論。

有人提出金伯利巖巖漿利用“傷口”當地殼被拉伸或覆蓋地球的堅固巖石板（稱為構造板塊）分裂時產生。另一種理論涉及地幔羽流，來自地核-地幔邊界的巨大熔巖上升流，位于地球表面以下約 2，900 公里處。

此外，許多金伯利巖沒有顯示出我們期望在地幔羽流衍生的巖石中發現的化學“味道”。

相比之下，金伯利巖的形成被認為涉及極低程度的地幔巖融化，通常不到1%。因此，需要另一種機制。我們的研究為這個長期存在的難題提供了可能的解決方案。

我們部署了統計分析，包括機器學習– 應用人工智能（AI） – 法醫檢查大陸分裂與金伯利巖火山活動之間的聯系。我們的全球研究結果表明，大多數金伯利巖火山的噴發發生在地球大陸構造分裂后2000萬至3000萬年。

此外，我們針對發現最多金伯利巖的三大洲（非洲、南美和北美）的區域研究支持了這一發現。它還增加了一個主要線索：隨著時間的推移，金伯利巖噴發傾向于以整個大陸均勻的速度逐漸從大陸邊緣遷移到內部。

這就引出了一個問題：什么樣的地質過程可以解釋這些模式？為了解決這個問題，我們采用了多個計算機模型來捕捉大陸在經歷拉伸時的復雜行為，以及底層地幔內的對流運動。

效應

我們認為，多米諾骨牌效應可以解釋大陸的分裂如何最終導致金伯利巖漿的形成。在斷 陷，大陸根的一小部分區域 - 位于一些大陸下方的厚巖石區域 - 被破壞并沉入下層地幔。

在這里，我們得到較冷物質的下沉和熱地幔的上升流，導致一個稱為邊緣驅動對流.我們的模型顯示，這種對流觸發了一連串類似的流動模式，這些流動模式遷移到附近的大陸下方。

我們的模型顯示，在沿著大陸根部掃蕩時，這些破壞性的氣流從大陸板塊底部清除了大量數十公里厚的巖石。

然后，我們的計算機模型的各種其他結果表明，這個過程可以將適量的必要成分聚集在一起，以觸發足夠的熔化以產生富含氣體的金伯利巖。一旦形成，在二氧化碳和水提供的巨大浮力下，巖漿可以迅速上升到地表，攜帶其珍貴的貨物。

尋找新的鉆石礦床

該模型與金伯利巖和地幔羽流之間的空間關聯并不矛盾。相反，構造板塊的分裂可能是也可能不是由羽流引起的板塊變暖、變薄和減弱造成的。

然而，我們的研究清楚地表明，在大多數金伯利巖豐富的地區觀察到的空間，基于時間和化學模式不能僅僅通過羽流的存在來充分解釋。

引發火山噴發的過程將鉆石帶到地表似乎是高度系統的。它們從大陸的邊緣開始，以相對均勻的速度向內陸遷移。

這些信息可用于確定與這一過程相關的過去火山噴發的可能位置和時間，從而提供能夠發現綠色能源轉型所需的鉆石礦床和其他稀有元素的見解。

如果我們要尋找新的礦床，值得記住的是，運動團體目前正在努力試圖從世界市場上消除那些用于資助戰爭（沖突鉆石）或來自工人條件差的礦山的鉆石。

鉆石可能是也可能不是永遠的，但我們的工作表明，在我們星球的歷史中，很長一段時間內都反復創造了新的鉆石。

托馬斯·杰農，地球科學副教授，南安普敦大學

本文轉載自對話根據知識共享許可。閱讀原文.

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