钻石如何进入地表，钻石如何进入地表。

“钻石是永恒的。”那个标志性的口号，为一个1940年代非常成功的广告活动，出售宝石作为永恒承诺和团结的象征。

但是我们的新研究是由各个国家的研究人员进行的，发表于《自然》杂志，这表明钻石也可能是地球构造板块分裂的标志。它甚至可以提供线索，说明最好去哪里寻找它们。

钻石，是最坚硬的天然结石，需要强烈的压力和温度才能形成。这些条件只有在地球深处才能实现。那么它们是如何从地球深处到达地表的呢？

钻石被带到熔融的岩石或岩浆中，称为金伯利岩.直到现在，我们还不知道是什么过程导致金伯利岩突然射穿地壳，花了数百万甚至数十亿年的时间存放在大陆下。

超大陆周期

大多数地质学家都认为，引发的爆炸性喷发钻石同步出现超大陆周期：一种反复出现的陆地形成和破碎模式，定义了数十亿年的地球历史。

然而，这种关系背后的确切机制存在争议。出现了两种主要理论。

有人提出金伯利岩岩浆利用“伤口”当地壳被拉伸或覆盖地球的坚固岩石板（称为构造板块）分裂时产生。另一种理论涉及地幔羽流，来自地核-地幔边界的巨大熔岩上升流，位于地球表面以下约 2，900 公里处。

此外，许多金伯利岩没有显示出我们期望在地幔羽流衍生的岩石中发现的化学“味道”。

相比之下，金伯利岩的形成被认为涉及极低程度的地幔岩融化，通常不到1%。因此，需要另一种机制。我们的研究为这个长期存在的难题提供了可能的解决方案。

我们部署了统计分析，包括机器学习– 应用人工智能（AI） – 法医检查大陆分裂与金伯利岩火山活动之间的联系。我们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2000万至3000万年。

此外，我们针对发现最多金伯利岩的三大洲（非洲、南美和北美）的区域研究支持了这一发现。它还增加了一个主要线索：随着时间的推移，金伯利岩喷发倾向于以整个大陆均匀的速度逐渐从大陆边缘迁移到内部。

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，我们采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。

效应

我们认为，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浆的形成。在断 陷，大陆根的一小部分区域 - 位于一些大陆下方的厚岩石区域 - 被破坏并沉入下层地幔。

在这里，我们得到较冷物质的下沉和热地幔的上升流，导致一个称为边缘驱动对流.我们的模型显示，这种对流触发了一连串类似的流动模式，这些流动模式迁移到附近的大陆下方。

我们的模型显示，在沿着大陆根部扫荡时，这些破坏性的气流从大陆板块底部清除了大量数十公里厚的岩石。

然后，我们的计算机模型的各种其他结果表明，这个过程可以将适量的必要成分聚集在一起，以触发足够的熔化以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，携带其珍贵的货物。

寻找新的钻石矿床

该模型与金伯利岩和地幔羽流之间的空间关联并不矛盾。相反，构造板块的分裂可能是也可能不是由羽流引起的板块变暖、变薄和减弱造成的。

然而，我们的研究清楚地表明，在大多数金伯利岩丰富的地区观察到的空间，基于时间和化学模式不能仅仅通过羽流的存在来充分解释。

引发火山喷发的过程将钻石带到地表似乎是高度系统的。它们从大陆的边缘开始，以相对均匀的速度向内陆迁移。

这些信息可用于确定与这一过程相关的过去火山喷发的可能位置和时间，从而提供能够发现绿色能源转型所需的钻石矿床和其他稀有元素的见解。

如果我们要寻找新的矿床，值得记住的是，运动团体目前正在努力试图从世界市场上消除那些用于资助战争（冲突钻石）或来自工人条件差的矿山的钻石。

钻石可能是也可能不是永远的，但我们的工作表明，在我们星球的历史中，很长一段时间内都反复创造了新的钻石。

托马斯·杰农，地球科学副教授，南安普敦大学

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