Secondo una nuova ricerca condotta da un team di scienziati guidati da Suzette Timmerman – ex dell’Università di Alberta e ora dell’Università di Berna – i diamanti contengono prove delle rocce del mantello che hanno contribuito a sostenere e far crescere l’antico supercontinente Gondwana dal basso. inclusi Steven Shirey, Michael Walter e Andrew Steele della Carnegie. I loro risultati, pubblicati in Naturadimostrano che i diamanti super profondi possono fornire una finestra attraverso lo spazio e il tempo sul processo di crescita e formazione del supercontinente.
Per miliardi di anni, le masse continentali della Terra sono state squarciate e ricompattate dalla tettonica a placche, formando periodicamente supercontinenti giganti. Questo processo di formazione è il risultato della convezione su larga scala del mantello del pianeta. Ma le registrazioni di questi eventi sono scarsamente conservate, perché la crosta oceanica è giovane e sprofonda continuamente sotto la superficie del pianeta mediante un processo chiamato subduzione, mentre la crosta continentale fornisce solo una visione limitata del funzionamento profondo della Terra.
Sorprendentemente, il gruppo di ricerca è stato in grado di dimostrare che i diamanti super profondi che si sono formati tra 300 e 700 chilometri sotto la superficie terrestre possono rivelare come il materiale è stato aggiunto alla base di un supercontinente un tempo potente.
“Questi diamanti ci permettono di vedere come i processi tettonici delle placche profonde si collegano al ciclo del supercontinente”, ha detto Shirey.
Si pensa che il supercontinente Gondwana si sia formato tra 800 e 550 milioni di anni fa in epoca neoproterozoica. Partendo dall’attuale posizione del Polo Sud, incorporò le masse continentali che compongono l’attuale Sud America, Africa, Medio Oriente, India e Australia.
“Rivelando i processi geologici che hanno contribuito alla crescita del Gondwana, gli scienziati possono comprendere meglio le forze che hanno modellato la storia della Terra e il fenomeno della stabilità continentale, che è, ovviamente, fondamentale per il successo finale della vita sul nostro pianeta”, ha aggiunto Walter. .
A circa 40-250 chilometri sotto la superficie, formazioni geologiche chiamate chiglie del mantello fungono da fondamento della crosta continentale. Il materiale che forma queste chiglie si è addensato, stabilizzato e raffreddato sotto i blocchi continentali per formare strutture forti e galleggianti in grado di resistere alle implacabili forze distruttive dell’attività tettonica della Terra.
Resti delle rocce del mantello che hanno contribuito a formare la chiglia si possono trovare in minuscole inclusioni di silicati e solfuri nascoste all’interno di questi diamanti super profondi. Tipicamente difetti nei normali diamanti, queste inclusioni sono i migliori amici di un geoscienziato. Sono stati identificati, isolati, studiati cristallograficamente e quindi datati radiometricamente per determinarne l’età geologica.
Questo lavoro è stato svolto da ricercatori dell’Università di Alberta e della Carnegie Institution for Science, nonché da altri team di specialisti dei diamanti della Vrije Universiteit Amsterdam, dell’Università di Bristol e dell’Università di Padova. Ha richiesto molti passaggi, inclusa la spedizione dei diamanti in giro per il mondo più volte, e ha utilizzato alcuni degli spettrometri di massa e diffrattometri a raggi X più precisi disponibili.
“Lo studio di campioni così rari con una varietà di tecniche di misurazione ha richiesto un grande lavoro di squadra. Ma ancora più notevole è come analisi attente di quantità così piccole di materiale possano far luce sull’evoluzione delle più grandi masse continentali della Terra”, ha spiegato Timmerman.
“L’età di queste inclusioni fornisce una registrazione di quando il mantello galleggiante è stato aggiunto al Gondwana dal basso, in tal modo impalcatura, sostegno e crescita del supercontinente”, ha aggiunto Shirey.
Poi, circa 120 milioni di anni fa, il supercontinente, un tempo sostenuto dalle rocce che ospitavano questi diamanti, iniziò a disgregarsi e, infine, 30 milioni di anni dopo – circa 90 milioni di anni fa – i diamanti – e le inclusioni intrappolate al loro interno – sono stati portati sulla superficie terrestre in violente eruzioni vulcaniche di magma kimberlite contenente diamanti.
Ora, combinando le loro analisi di laboratorio con i modelli esistenti di movimento tettonico e migrazione dei continenti, i ricercatori possono utilizzare questi diamanti straordinariamente frequentati per capire come il materiale salda insieme i frammenti continentali dal basso, stabilizzando una massa continentale così enorme.
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