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[科技] 钻石是如何从地球深处到达地表的呢？

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隐融书生 发表于 2023-8-7 14:07:51 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
“钻石恒久远。”这一标志性的口号是在20世纪40年代的一次非常成功的广告活动中创造出来的，它将这种宝石作为永恒承诺和团结的象征出售。
但是，科学家的新研究表明，钻石也可能是地球构造板块分裂的标志，这项研究是由不同国家的研究人员进行的，并发表在《自然》杂志上。该研究甚至可能为寻找钻石的最佳地点提供重要线索。
钻石是如何从地球深处到达地表的呢？ 第1张图片


钻石是最坚硬的天然石头，需要极高的压力和温度才能形成。这些条件只有在地球的深处才能实现。那么，它们是如何从地球深处到达地表的呢？
钻石是在被称为“金伯利岩（Kimberlites）”的熔融岩石或岩浆中携带的。直到现在，我们还不知道是什么过程导致金伯利岩突然穿透地壳，事实上，金伯利岩在大陆下堆积埋藏了数百万甚至数十亿年。
超大陆循环
大多数地质学家都认为，释放钻石的爆炸性喷发与超大陆循环同步发生：这是一种反复出现的大陆形成和分裂模式，定义了地球数十亿年的历史。
然而，这种关系背后的确切机制存在争议。目前出现了两种主要理论。
一种说法是，金伯利岩岩浆利用了地壳拉伸或覆盖地球的固体岩石板块（即构造板块）分裂时产生的“伤口”。另一种理论涉及地幔柱，即位于地球表面以下2900公里处的地核-地幔边界的巨大熔岩上涌。
此外，许多金伯利岩并没有表现出我们期望在地幔柱岩石中发现的化学“味道”。
相比之下，金伯利岩的形成被认为涉及到极低程度的地幔岩石融化，通常不到1%。因此，需要另一种机制。新的研究为这个长期存在的难题提供了一个可能的解决方案。
科学家们部署了统计分析，包括人工智能（AI）应用的机器学习，以法医方式检查大陆分裂与金伯利岩火山活动之间的联系。科学家的全球研究结果表明，大多数金伯利岩火山的喷发发生在地球大陆构造分裂后的2000万到3000万年。
此外，科学家针对发现金伯利岩最多的三个大陆（非洲、南美和北美）进行的区域研究也支持了这一发现。它还提供了一条重要线索：随着时间的推移，金伯利岩的喷发倾向于以均匀的速度从大陆边缘逐渐迁移到大陆内部。
这就引出了一个问题：什么样的地质过程可以解释这些模式？
为了解决这个问题，科学家使用了多个计算机模型来捕捉大陆在经历拉伸时的复杂行为，以及底层地幔内的对流运动。
多米诺骨牌效应
科学家提出，多米诺骨牌效应可以解释大陆的分裂如何最终导致金伯利岩岩浆的形成。在裂谷作用期间，大陆根部的一小部分，也就是位于一些大陆之下的厚岩石区域，被破坏并下沉到下地幔中。
在这里，较冷的物质下沉，热的地幔上涌，导致了一个被称为“边缘驱动对流”的过程。科学家的模型显示，这种对流触发了一系列类似的流动模式，这些流动模式迁移到附近大陆的下方。
模型显示，当沿着大陆根部扫过的时候，这些破坏性的流动从大陆板块底部带走了大量的岩石，有几十公里厚。
然后，计算机模型得出的各种其他结果也进一步表明，这一过程可以将必要的成分以适当的数量聚集在一起，引发足够的融化，从而产生富含气体的金伯利岩。一旦形成，在二氧化碳和水提供的巨大浮力下，岩浆可以迅速上升到地表，并携带其宝贵的货物：钻石。
寻找新的钻石矿床
这个模型与金伯利岩和地幔柱之间的空间联系并不矛盾。相反，构造板块的破裂可能是由地幔柱引起的板块变暖、变薄和变弱造成的，也可能不是。
然而，科学家的研究清楚地表明，在大多数富含金伯利岩的地区观察到的空间、时间和化学模式不能仅仅用羽流的存在来充分解释。
引发将钻石带到地表的喷发过程，似乎是高度系统化的。它们从大陆的边缘开始，以相对均匀的速度向大陆内部迁移。
这些信息，可以用来确定与这一过程有关的过去火山喷发的可能地点和时间，为发现绿色能源转型所需的钻石矿床和其他稀有元素提供洞见。
如果我们要寻找新的矿藏，值得记住的是，目前有一些活动团体试图从世界市场上消除那些用于资助战争的钻石（冲突钻石），或者那些来自工人条件恶劣的矿山的钻石。
钻石可能会永远存在，也可能不会永远存在，但科学家们的研究表明，在我们这个星球的历史上，新的钻石在很长一段时间内会被不断被创造出来。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！


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标签：南美床人工智能
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