Kim cương từng phun trào lên mặt đất với tốc độ 133km/h

Sự chia tách của các siêu lục địa cách đây hàng chục triệu năm có thể kích hoạt các vụ phun trào khiến một số lượng lớn kim cương bắn lên bề mặt Trái đất, theo Live Science. 

Theo đó, cim cương hình thành sâu trong lớp vỏ Trái đất, khoảng 93 dặm (150 km) bên dưới. Chúng được đưa lên mặt đất với tốc độ rất nhanh trong các vụ phun trào gọi là kimberlites. Thomas Gernon, giáo sư tại Đại học Southampton, cho biết những vụ phun trào kimberlite di chuyển lên trên mặt đất với tốc độ từ 18 đến 133 km / giờ.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng kimberlite xuất hiện thường xuyên nhất trong thời gian các mảng kiến tạo tự sắp xếp lại, chẳng hạn như trong quá trình tan vỡ của siêu lục địa Pangaea. Tuy nhiên, điều kỳ lạ là kimberlite thường phun trào ở giữa các lục địa, không phải ở rìa của các vết nứt.

“Những viên kim cương đã nằm dưới đáy các lục địa hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ năm. Phải có một số kích thích khiến chúng đột ngột thúc đẩy chúng, bởi vì bản thân những vụ phun trào này thực sự mạnh mẽ, thực sự bùng nổ.", Gernon nói.

Được biết, Gernon và các đồng nghiệp của ông bắt đầu bằng cách tìm kiếm mối tương quan giữa tuổi của kimberlite và mức độ phân mảnh của mảng lục địa xảy ra vào thời điểm đó. Họ phát hiện ra rằng trong 500 triệu năm qua, có một mô hình mà các mảng kiến tạo bắt đầu tách rời nhau, trước khi các vụ phun trào kimberlite đạt tới đỉnh điểm từ 22 triệu đến 30 triệu năm sau.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các vụ phun trào kimberlite diễn ra ở khu vực ngày nay là Châu Phi và Nam Mỹ vào khoảng 25 triệu năm sau sự tan ra của siêu lục địa Gondwana, vốn bắt đầu từ khoảng 180 triệu năm trước.

Bắc Mỹ ngày nay cũng chứng kiến sự gia tăng đột biến về kimberlite sau khi siêu lục địa Pangea bắt đầu tách ra khoảng 250 triệu năm trước. Thật thú vị, những vụ phun trào kimberlite này dường như bắt đầu ở rìa của các vết nứt và sau đó di chuyển đều đặn về phía trung tâm của các khối lục địa.

Để tìm ra điều gì đang thúc đẩy các mô hình này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều mô hình máy tính mô phỏng lớp vỏ sâu và lớp phủ trên của lõi Trái Đất. Họ phát hiện ra rằng khi các mảng kiến tạo tách ra, phần đáy của lớp vỏ lục địa mỏng đi - giống như phần trên cùng của lớp vỏ kéo dài ra và tạo thành các thung lũng. Đá nóng nổi lên, tiếp xúc với ranh giới hiện đã bị phá vỡ này, nguội đi và chìm xuống một lần nữa, tạo ra các khu vực lưu thông cục bộ.

Những khu vực không ổn định này có thể gây ra sự bất ổn ở các khu vực lân cận, dần dần di cư hàng nghìn dặm về phía trung tâm lục địa. Phát hiện này phù hợp với mô hình thực tế đã thấy với các vụ phun trào kimberlite bắt đầu gần các khu vực rạn nứt và sau đó di chuyển vào bên trong lục địa.

Nhưng làm thế nào mà những bất ổn này lại gây ra những vụ phun trào bùng nổ từ sâu trong lớp vỏ Trái Đất? Theo đó, tất cả nằm ở sự pha trộn của các vật liệu phù hợp. Những bất ổn đủ để cho phép đá từ lớp phủ trên và lớp vỏ dưới trộn lẫn vào nhau. Quá trình này kết hợp đá với rất nhiều nước và carbon dioxide bị mắc kẹt bên trong, cùng với nhiều khoáng chất kimberlite chính - bao gồm cả kim cương.

Chúng giống như khi lắc một chai rượu sâm banh: các vụ phun trào có nhiều khả năng bùng nổ và sức nổi để đẩy chúng lên bề mặt. Gernon cho biết những phát hiện này có thể hữu ích trong việc tìm kiếm các mỏ kim cương chưa được khám phá.

Chúng cũng có thể giúp giải thích tại sao có những kiểu phun trào núi lửa khác đôi khi xảy ra rất lâu sau khi siêu lục địa tan vỡ ở những khu vực lẽ ra phần lớn là ổn định.

"Đó là một quá trình vật lý cơ bản và có tổ chức cao," Gernon nói, "vì vậy có khả năng không chỉ các kimberlite phản ứng với nó, mà có thể là toàn bộ các quá trình của hệ thống Trái đất cũng đang phản ứng với điều này."

Tham khảo Live Science