고대 폭발이 다이아몬드를 지구 표면으로 펌핑했을 때

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삼엽충

새로운 연구는 오늘날 지구상에서 채굴되는 대부분의 다이아몬드의 원천인 킴벌라이트 폭발의 미스터리에 대한 단서를 제공합니다.

마야 웨이하스

다이아몬드가 반지 꼭대기에 꽤 자리잡은 것처럼 보일 수도 있지만, 다이아몬드가 모험을 통해 지구 표면으로 올라온 암석은 결코 화려하지 않습니다. 수백만 년 전, 우리 행성에서 가장 이상하고 가장 격렬한 화산 폭발이 지하 깊은 곳에서 준설되어 오늘날 채굴되는 대부분의 다이아몬드는 킴벌라이트라고 불리는 푸른 빛을 띠는 암석의 형태로 만들어졌습니다.

대륙의 얇은 가장자리 근처에서 더 흔히 나타나는 화산과는 달리, 대부분의 킴벌라이트를 생성하는 폭발은 크래톤(craton)이라고 알려진 두껍고 안정된 대륙 핵을 통해 발생했습니다. 킴벌라이트 분출은 지하 최소 75마일 떨어진 크라톤 뿌리 근처에서 시작되어 초당 수십 피트의 속도로 위로 올라갑니다. 이는 풍부한 이산화탄소와 물에 의해 추진되는 불 같은 분노입니다.

오랫동안 킴벌라이트를 연구해 온 영국 사우샘프턴 대학의 지질학자 토머스 거논(Thomas Gernon)은 “그것은 로켓 연료와 같다”고 말했다. 난류는 당근 모양의 파이프를 땅에 뚫고 다이아몬드가 박힌 일부 암석을 포함하여 깊은 지하 암석 덩어리를 찢어냅니다.

그러나 기존 연구에는 여전히 거대한 다이아몬드 모양의 구멍이 남아 있습니다. 킴벌라이트는 왜 형성됩니까?

Gernon 박사가 주도하고 수요일 Nature 저널에 발표된 새로운 연구는 이러한 폭발의 고대 뿌리를 지적합니다. 그와 그의 동료들은 판게아와 로디니아 같은 고대 초대륙의 붕괴로 인해 지각 아래 맨틀의 흐름이 크게 중단되어 폭발이 일어났다고 보고했습니다.

과학자들은 킴벌라이트(처음 발견된 남아프리카의 킴벌리의 이름을 따서 명명됨)의 형성이 초대륙의 붕괴와 일치한다는 사실을 오랫동안 알고 있었습니다. 그러나 그 관계는 잘 이해되지 않습니다. 한 가지 아이디어는 대륙 분열을 일으킬 수 있는 뜨거운 맨틀의 깊은 기둥이 킴벌라이트 형성을 촉진할 수도 있다고 가정합니다. 그러나 킴벌라이트는 화학적으로 냄새가 전혀 나지 않는다고 Gernon 박사는 말했습니다.

이 수수께끼를 풀기 위해 Gernon 박사와 그의 팀은 지난 10억 년 동안 대륙 분열과 킴벌라이트 폭발 사이의 통계적 상관관계를 분석했습니다. 결과는 두 가지가 강하게 연관되어 있음을 보여주었지만 예상치 못한 사실을 발견했습니다. 즉, 대부분의 킴벌라이트는 초대륙이 붕괴된 지 약 2,600만 년 후에 형성되면서 폭발이 지연되었다는 것입니다.

이로 인해 그와 그의 동료들은 연결의 강도를 테스트하고 지연을 설명하기 위해 일련의 다이아몬드가 박힌 토끼굴 아래로 보내졌습니다.

팀의 컴퓨터 모델링에 따르면 대륙이 분리되면서 뜨거운 맨틀이 대륙 핵의 뿌리 또는 용골을 가열하고 잡아당기는 교란 대류에서 솟아오르는 것으로 나타났습니다. 용골은 왁스처럼 아래로 떨어지면서 맨틀에 소용돌이 같은 전류를 생성합니다.

용골의 탄산염과 물이 풍부한 암석 조각이 휘젓는 맨틀에 섞이면 표면으로 돌진하는 킴벌라이트와 유사한 비등성 마그마를 형성할 만큼 충분히 녹을 수 있습니다. 휘젓는 맨틀은 분화구 바닥에 잔물결을 일으켜 수천만 년에 걸쳐 폭발을 일으킬 수 있으며, 이는 왜 많은 킴벌라이트가 그렇게 오랜 시간에 걸쳐 대륙 내부로 이동하는 것처럼 보이는지 설명하는 데 도움이 됩니다.

영국 리버풀 대학의 화산학자 재닌 카바나(Janine Kavanagh)는 “그들의 분석은 그들의 모델을 뒷받침하는 정말 설득력 있는 증거 기반을 제시한다”고 말했습니다.

그러나 사건은 아직 종결되지 않았습니다. 케이프타운 대학의 맨틀 지구화학자인 필립 제니(Philip Janney)는 그룹의 통계적 분석을 높이 평가했지만 이번 연구는 초대륙 분열이 킴벌라이트 폭발에 미치는 강력한 영향만을 보여줄 뿐이며 "그것이 유일한 중요한 요소는 아니다"라고 말했습니다.

초대륙 분리는 표면을 조각하는 상호 연결된 과정의 얽힌 웹으로 표시되는 기간입니다. 그리고 많은 오래된 킴벌라이트도 섭입 또는 대륙 붕괴 기간에 나타나서 상황을 더욱 혼란스럽게 한다고 Janney 박사는 말했습니다.