古老的钻石揭示了地球的演变

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带有微观硅酸盐和硫化物包裹体的钻石揭示了大陆如何形成和稳定的新过程，允许地球上生命的早期进化。学分:威茨大学

（）据威茨大学：对从巴西和西非的矿井中挖出的古代超深钻石的分析，揭示了在地球复杂生命的早期演化过程中，大陆如何演化和移动的新过程。

这些钻石是在6.5亿至4.5亿年前在超大陆冈瓦纳大陆的基础上形成的，由一个国际专家小组进行了分析，并显示了超大陆如冈瓦纳大陆是如何形成、稳定以及它们如何在地球上移动的。

“超深钻石极其罕见，我们现在知道它们可以告诉我们许多关于大陆形成的整个过程，”参与这项研究的Wits地球科学学院的Karen Smit博士说。"我们想测定这些钻石的年代，试图了解最早的大陆是如何形成的。"

钻石形成于数百万到数十亿年前，可以将光线照射到地球地幔最黑暗和最古老的部分。大陆漂移穿过地球表面，创造了“超级大陆”并摧毁了它们。总的来说，这些迁移被称为“超大陆循环”,钻石是少数几种能够幸存下来并记录这些古老的创造和毁灭循环的矿物之一。

超级大陆可以将深海板块俯冲——板块构造的驱动力——集中在非常特殊的区域。这种深层地质过程，尤其是在过去，很难直接研究，因为海洋地壳很年轻，而大陆地壳只能提供地球深层运作的有限视角。古老的钻石提供了一个进入深板块构造引擎的直接窗口，以及它可能如何与超大陆循环相关联。

瑞士伯尔尼大学的Suzette Timmerman博士领导的研究小组通过测定钻石中微小的硅酸盐和硫化物包裹体的年代，确定了形成于冈瓦纳大陆底部300至700公里深处的钻石的年代。目标是追踪物质是如何被添加到超大陆的龙骨上的。在此过程中，研究小组发现了一个以前未知的地质过程。这项研究发表在《自然》杂志上。

“钻石中包裹体的地球化学分析和年代测定，结合现有的大陆迁移的板块构造模型，表明在6.5亿至4.5亿年前，当超大陆覆盖南极时，钻石形成于冈瓦纳大陆下面的深处，”斯密特说。

钻石的宿主岩石在钻石形成过程中变得有浮力，运送俯冲下来的地幔物质和钻石。这种物质被添加到冈瓦纳大陆的底部，实质上是从下面“生长”出了超大陆。

“大约1.2亿年前，冈瓦纳开始分裂，形成了现在的大西洋等海洋。9000万年前，钻石携带着宿主岩石中被捕获的微小内含物，在猛烈的火山爆发中被带到地球表面。”

这些火山爆发的当前位置在巴西和西非的大陆碎片上，这是冈瓦纳大陆的两个关键组成部分。因此，这些钻石一定是随着前超级大陆的不同部分一起迁移，并“粘”在它们的底部。

“这些钻石的复杂历史表明，它们在地球内部无论是垂直还是水平方向都进行了非常好的旅行——追踪了超大陆的形成及其演化的后期阶段。相对年轻的物质在大陆根部的增长使这些古老的大陆碎片增厚并焊接在一起，这表明了一种潜在的新的大陆生长模式。”

斯密特在卡内基科学研究所进行硫化物包裹体的同位素分析。Smit现在在威特沃特斯兰德大学工作，她是一个团队的成员，该团队正在开发一个新的同位素实验室和方法，以便最终可以在威特沃特斯兰德大学进行钻石包裹体分析。

“我们已经在2022年安装了必要的设备，并正在努力将高度专业化的技能和设备整合在一起，这样我们就可以在南非进行这种类型的钻石工作，以前这只能在海外进行，”斯密特说。

“我们需要这种类型的研究来理解大陆是如何演变和移动的。没有大陆就没有生命。这项研究让我们深入了解大陆是如何形成的，它与生命是如何进化的以及是什么让我们的地球与其他星球不同有关。”