Алмазный щит планеты: ученые выяснили, как драгоценные камни удерживают континенты от разрушения — углерод решает судьбу Земли
Алмазы формируются глубоко под кратонными платформами — и делают их почти неуязвимыми.
Китайские и австралийские исследователи нашли удивительную взаимосвязь между рождением алмазов и геологической устойчивостью древних континентов. Результаты исследования, представленные в Science Advances, раскрывают ключевую роль углерода, переносимого океаническими плитами, в процессах, происходящих на глубине сотен километров под поверхностью Земли.
Чтобы понять природу этой связи, ученые смоделировали в лаборатории условия, характерные для верхней мантии на глубине 250–660 км. Основное внимание было уделено карбонатным расплавам, возникающим при погружении океанических плит под континентальные. Оказалось, что химические реакции в этих расплавах напрямую зависят от температуры окружающей среды.
В зонах под древними платформами (кратонами), которые остаются стабильными на протяжении миллиардов лет, сохраняются относительно низкие температуры. Здесь карбонатные расплавы подвергаются химическому восстановлению, что приводит к образованию алмазов. Эти кристаллы, внедряясь в литосферу, действуют как естественный «укрепитель», усиливая жесткость кратонов и обеспечивая их невероятную долговечность.
Иная картина наблюдается в областях мантийных плюмов – раскаленных восходящих потоков магмы. Высокие температуры запускают окислительные процессы в расплавах, что вызывает разрушение окружающих пород. Это ослабляет литосферу, провоцируя подъем поверхности, вулканическую активность и деформацию континентальных структур. Таким образом, углерод играет двойную роль: в холодных зонах он создает алмазы, укрепляющие платформы, а в горячих – становится разрушительной силой.
Для подтверждения гипотезы ученые сравнили искусственно созданные образцы с природными алмазами из африканских и южноамериканских месторождений. Химический анализ выявил четкое соответствие между включениями в кристаллах и условиями их формирования. Например, наличие графита и сульфидов указывает на восстановительную среду, типичную для холодных кратонных зон. В то же время следы окисленных минералов характерны для регионов, переживших тектонические катаклизмы.
Полезно знать: открытие не только помогает точнее определять возраст драгоценных минералов, но и дает ключ к прогнозированию устойчивости древних платформ. Понимание того, как углерод влияет на литосферу, позволяет предсказывать реакции континентов на тектонические сдвиги. Это особенно важно для регионов с активными геологическими процессами, где риск деформации земной коры наиболее высок.