Большая часть алмазов, образующихся в недрах Земли, выносятся ближе к поверхности небольшими, но мощными извержениями породы. Однако австралийские исследователи обнаружили, что на деле эти извержения подпитываются громадными «тепловыми столбами», начинающимися у самого ядра нашей планеты.
Люди, занимающиеся поиском природных алмазов, хорошо знают о кимберлитовых трубках — вертикальных геологических образованиях, заполненных кимберлитом и нередко содержащих природные алмазы в промышленных концентрациях. Эти трубки формируются при прорыве магмы сквозь земную кору, и следы сотен таких извержений обнаруживали по всему миру — от Канады и Бразилии до Южной Африки.
Еще в 1980-х годах исследователи предположили, что кимберлитовые извержения связаны с небольшими тепловыми шлейфами — восходящими струями горячей мантии, поднимающимися из-за их более высокой плавучести. Однако до сих пор никто не мог точно определить, по какой причине возникают такие извержения. Так что группа австралийских исследователей из Вуллонгонгского университета воспользовалась помощью суперкомпьютеров для создания трехмерных геодинамических моделей мантии Земли.
Ученые рассчитали, как тепло от земного ядра движется к поверхности, и обнаружили широкие «тепловые столбы», соединяющие глубокие слои Земли с ее корой. Новая модель объяснила появление большинства кимберлитовых трубок за последние 200 миллионов лет, расположенных на территории Африки, Бразилии, России, США и Канады. Также с ее помощью ученые предсказали ранее не обнаруженные кимберлитовые извержения в Восточной Антарктиде и Западной Австралии.
«Тепловые столбы» начинаются на глубине около 2900 километров, то есть сразу над земным ядром. При этом ближе к центру таких столбов мантийные плюмы (горячие потоки в мантии, движущиеся независимо от ее течения) поднимаются гораздо быстрее и переносят более плотный материал, что может объяснить химические различия между кимберлитами на разных континентах.
По словам исследователей, понимание внутреннего строения и поведения земной мантии может быть полезно для определения запасов полезных ископаемых, в числе которых — не только алмазы, но и редкоземельные металлы.
Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.