Τα διαμάντια που σχηματίστηκαν βαθιά στη Γη θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους σεισμολόγους να απαντήσουν σε μια ερώτηση δεκαετιών: παίζουν ρόλο τα υγρά στη δημιουργία σεισμών σε βάθη όπου η υψηλή πίεση θα έπρεπε να εμποδίζει τη δημιουργία ρήγματος;
Οι υποβοηθούμενες από υγρό ρήγμα Πλάκες βάθους 300 έως 700 χιλιομέτρων, στη ζώνη μετάβασης μεταξύ του άνω και του κάτω μανδύα, είναι μια διαδικασία που μπορεί να εξηγήσει τους βαθείς σεισμούς. Ωστόσο, τα στοιχεία για νερό ή άλλα υγρά που σχετίζονται με αυτές τις πλάκες με βάση δείγματα ήταν ελάχιστα μέχρι πρόσφατα, σύμφωνα με τον Steven Shirey του Ινστιτούτου Επιστήμης Carnegie.
Τώρα, οι μελέτες των διαμαντιών που σχηματίστηκαν στη ζώνη μετάβασης παρέχουν στοιχεία για υγρά που μεταφέρονται από υποβυθισμένες Πλάκες. Μαζί με τη νέα μοντελοποίηση της ζώνης βύθισης, αυτά τα διαμάντια καθιστούν σαφές ότι τα υγρά δεν μπορούν να αγνοηθούν στην ιστορία της δημιουργίας βαθιών σεισμών, είπε ο Shirey στην ετήσια συνάντηση της Σεισμολογικής Εταιρείας της Αμερικής.
Δεν χρειάζεται όλοι οι βαθείς σεισμοί να περιλαμβάνουν νερό, αλλά η μοντελοποίηση από τον Shirey και τους συναδέλφους του προτείνει ότι ορισμένες Πλάκες παραμένουν αρκετά κρύες ώστε να συγκρατούνται και να μεταφέρουν νερό μέχρι το κάτω μέρος της ζώνης μετάβασης. Οι βαθείς σεισμοί, που συμβαίνουν 500 έως 700 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης, φαίνεται να συμβαίνουν μόνο σε αυτές τις Πλάκες που μπορούν να μεταφέρουν νερό ή που μπορούν να μεταφέρουν ανθρακικά άλατα αρκετά βαθιά ώστε να προκαλέσουν τήξη.
Σε αυτό το βάθος, το νερό ή τα ανθρακικά υγρά θα μπορούσαν να πυροδοτούν τους σεισμούς ή οι σεισμοί θα μπορούσαν να πυροδοτήσουν την απελευθέρωση υγρών - ή και τα δύο μπορεί να συμβαίνουν, είπε ο Shirey.
«Νομίζω ότι εναπόκειται στη σεισμολογική κοινότητα σε αυτό το σημείο να προσπαθήσει να καταλάβει γιατί τα υγρά θα ήταν σημαντικά», είπε. «Γνωρίζουμε ότι τα υγρά είναι εκεί κάτω, ξέρουμε ότι κινούνται και η πετρολογία των διαμαντιών το υποδεικνύει αυτό, επειδή αυτά τα διαμάντια σχηματίζονται πάντα σε περιοχές του μανδύα όπου κινούνται τα υγρά».
Η εσωτερική δομή ανάπτυξης αυτών των εξαιρετικά βαθιών «υπολιθόσφαιρων» διαμαντιών (αυτών που σχηματίζονται στο μανδύα εκατοντάδες χιλιόμετρα κάτω από τη λιθόσφαιρα) υποδηλώνουν ότι σχηματίζονται από ρευστά που κινούνται μέσω του βράχου ξενιστή, σημείωσε ο Shirey. «Τα διαμάντια σας λένε ότι υπάρχει μια σχέση ρωγμής με τον μανδύα ξενιστή. Πρέπει να έχετε υγρά που κινούνται μέσα από τον βράχο ξενιστή σε φλέβες ή ρωγμές και να εξισορροπούνται μαζί τους».
Αυτά τα διαμάντια έχουν επίσης μια χαρακτηριστική χημεία και εγκλείσματα που είναι ενδεικτικά σημάδια της προέλευσής τους από την καταβυθισμένη ωκεάνια πλάκα, σημείωσε. Για παράδειγμα, πολλά υπολιθοσφαιρικά διαμάντια διακρίνονται από ισοτοπικά ελαφρύ άνθρακα —με έλλειψη στο βαρύ ισότοπο του άνθρακα (13C)— που σχετίζεται με οργανικό υλικό και είναι πολύ πιο άφθονο στην ωκεάνια πλάκα σε σύγκριση με τον περιβάλλοντα μανδύα.
Ορισμένα υπολιθοσφαιρικά διαμάντια περιέχουν επίσης μεταλλικά εγκλείσματα εμπλουτισμένα στο βαρύ ισότοπο του σιδήρου (56Fe) και άλλα διαμάντια είναι εμπλουτισμένα με το ελαφρύ στοιχείο βόριο. Και τα δύο αυτά χαρακτηριστικά συνδέονται με τον σερπεντινοποιημένο περιδοτίτη του μανδύα. Ο σερπεντινισμός συμβαίνει σε πετρώματα που ενσωματώνουν θαλασσινό νερό σε ζώνες βύθισης κατά τη διάρκεια της αλλοίωσης του θαλάσσιου πυθμένα και της μεταμόρφωσης.
Τα εγκλείσματα στο διαμάντι υποδεικνύουν ότι πέτρες που φέρουν ρευστό όντως εισχωρούν στον μανδύα και η μοντελοποίηση από τους ερευνητές δείχνει πώς θα μπορούσε να μεταφερθεί από ψυχρές πλάκες. Καθώς οι σεισμολόγοι τελειοποιούν τις εκτιμήσεις τους για τις τοποθεσίες των βαθιών σεισμών, αυτές οι θέσεις μπορούν να αντιστοιχιστούν καλύτερα με τη θέση αυτών των πλακών για περαιτέρω δοκιμή των μοντέλων, είπε ο Shirey.
