現在、多くの薬指で光っているものは、かつて地球のマントルの深さ 150 キロメートル以上で作成されました。研究により、ダイヤモンドがどのようにして表面に到達したのかが明らかになりました。研究者らは、地質学的証拠とモデルシミュレーションを使用して、地球のプレートの破壊がどのようにして火山の噴火を引き起こし、「宝を含む」物質を私たちの手の届く範囲にもたらしたのかを示すことができた。
実際には、ダイヤモンドは共通の元素である炭素でできているだけです。ダイヤモンドが石炭などの材料と異なるのは、その純度と一貫性です。当然のことながら、この特に緻密な結晶構造は、地球のマントル内の高圧と熱の下でのみ形成されます。対応する状況は、深さ 150 キロメートルを超える場合にのみ発生します。ダイヤモンドはそこで何百万年もかけて「焼かれ」ました。それらがどのようにして地表に到達できたのかは、少なくとも一般論としてはすでに明らかでした。ダイヤモンドを含む岩石は地質学的過程で溶け、亀裂を通って上向きに浸透し、火山の噴火中に出現しました。現在、ダイヤモンド原石が発見されている鉱床は、冷えた火山の残骸から現れました。それらは通常、南アフリカのダイヤモンド発見地キンバリーにちなんでキンバーライトと呼ばれる素材に埋め込まれています。しかし、以前のモデルでは、キンバーライトの融解が深部でどのように起こるかを明確に説明できませんでした。これらのプロセスが地球のプレートの再構成に関連していることが明らかになりました。
トレイルでの動員
サウサンプトン大学のトーマス・ガーノン率いる科学者たちは、動員とキンバーライトの噴火につながる地質学的プロセスの真相に到達した。 「ダイヤモンドの噴火のパターンは周期的で、時間の経過とともに、つまり何億年にもわたって会合と分裂を繰り返す超大陸のリズムに従っています。 「これまで、ダイヤモンドが深さ150キロメートルの深さで何百万年、あるいは何十億年も眠っていた後、どのようなプロセスで突然地表に持ち出されるのか、私たちは知りませんでした」とガーノン氏は言う。
新しい手がかりを得るために、研究者らはまずキンバーライトの発生と地球上のプレート運動の歴史との間の地球規模の関係を分析した。これを行うために、彼らは岩石の放射年代測定の結果を地殻構造の復元と関連付けました。過去10億年かけて形成されたキンバーライトは、通常、対応する地域の大陸プレートが分裂してから約3,000万年後に出現したことが明らかになりつつある。これは、動員が分裂ゾーンで起こる特定のプロセスに関連していることを示唆しました。
プレート境界での高温プロセス
正確に何が起こり得るかを明らかにするために、チームは地質モデルのシミュレーションを開発しました。研究者らは、そこからプロセスのもっともらしい全体像が浮かび上がったと報告している。彼らの説明によると、大陸のプレートは何百万年もかけて大幅に薄くなり、その後バラバラになります。 「地溝帯形成」として知られるこのプロセス中に、地球の表面は沈下し、最終的に地溝帯が形成されます。これは現在、いわゆる地溝帯が出現している東アフリカで起こっています。紅海の場合と同様に、ある時点で海水が結果として生じた構造物に流入します。このモデルによると、深層でも同様のことが起こると研究者らは説明する。プレートの下面の一部が地球のマントルに沈み、一方、より熱い岩石が下から放出された空間に流れ込む――地表の海水と同様だ。この流入するマグマは、ダイヤモンドの周囲の岩石を不安定にします。以前は粘性のあるプラスチック材料が液体になり、上方に向かって進みます。最終的には火山の噴火によって地表に到達し、そこで固まってダイヤモンドを含むキンバーライトになります。
研究者らはまた、なぜダイヤモンドを含むキンバーライトによる火山噴火が大陸の縁から比較的遠く離れた場所で起こり得るのかも説明できるだろう。どうやら、これらの離脱も最終的には解散によるもののようです。これは、広範囲にわたる動的なプロセスにつながる可能性があります。「地球のプレートの下側に沿ったこれらの流れは、厚さ数十キロメートルにも及ぶ大量の岩石を除去します。 「連鎖反応は最終的に地溝帯から遠く離れた大陸の地域に到達します」と共著者であるポツダムのドイツ地球科学研究センター（GFZ）のサッシャ・ブルーネ氏は説明する。
地球科学的な重要性に加えて、その結果には「儲かる」側面もある可能性があるとGFZは研究に関するコミュニケーションの中で結論づけている：モデルシミュレーションは地球の地下のどこに未発見のダイヤモンド鉱床があるのかについての手がかりを提供する可能性がある。
出典: ドイツ地球科学研究センター、専門記事: Nature、doi: 10.1038/s41586-023-06193-3
