Slik finner du diamanter

Oppskriften på hvordan du kan finne diamanter er nå klar. Oppdagelsen springer ut av en helt ny forståelse av de geologiske prosessene i Jordas indre.

En ny oppdagelse om hvordan man kan finne diamanter ble nylig publisert i det prestisjefylte vitenskapelige tidsskriftet Nature. [1]

Sammen med flere kolleger har professor Trond Torsvik ved Physics of Geological Processes (PGP), et senter for fremragende forskning ved Universitetet i Oslo, funnet en klar geologisk sammenheng mellom de fleste kimberlittforekomstene i verden.

Oppdagelsen hans har to store betydninger. Den økonomiske er åpenbar: Det blir lettere for eventyrere å finne diamanter. Den vitenskapelige er langt større: Dette endrer forståelsen av hvordan Jorda ser ut flere tusen kilometer under bakken.

– Vi kan nå, for første gang skjønne hele sammenhengen fra Jordas kjerne til atmosfæren, sier geologiprofessoren.

Kimberlitter er kilden

Det har lenge vært kjent at de viktigste diamantforekomstene fins i en vulkansk bergart, kalt kimberlitt. Kimberlitt ble dannet ved at den flytende magmaen fra Jordas indre trengte seg frem og størknet til fast fjell.

Ordet kimberlitt er oppkalt etter gruvestedet Kimberley i Sør-Afrika, hvor det ble oppdaget en svær diamant i 1871. Dette ble starten på den moderne diamantindustrien.

De største diamantforekomstene fins i det sentrale og sørlige Afrika, Canada, Russland, Brasil og Australia. Studerer man den geografiske spredningen til kimberlittforekomstene, skulle man tro den var tilfeldig.

[1] Trond H. Torsvik, Kevin Burke, Bernhard Steinberger, Susan J. Webb & Lewis D. Ashwal: Diamonds sampled by plumes from the core–mantle boundary, Nature 466, 2010.

Varmesøyler fraktet diamantene

For å forstå oppdagelsen må vi ta det hele fra begynnelsen. Bit for bit! Her er første trinn:

De fleste diamantene er eldre enn to og en halv milliarder år. Diamanter dannes kun under svært høyt trykk, og først når man kommer så langt ned som 150 kilometer under jordskorpa, er trykket stort nok. Ikke alle kontinentalplatene er så tykke. Diamanter fins derfor bare i tykke kontinentalplater. Nord-Amerika, Sibir, Afrika, India og Kina ligger på slike plater.

Det naturlige spørsmålet er: Hvordan har diamantene forflyttet seg til Jordas overflate?

– Diamantene er blitt brakt til overflaten med en hastighet på hele 50 til 100 kilometer i timen. Det betyr at de har brukt mindre enn tre timer fra 150 til 180 kilometers dyp. Vi snakker med andre ord om meget eksplosive vulkaner.

Vulkanene er nødt til å være så eksplosive for at diamantene ikke skal ødelegges underveis. Hvis vulkanstrømmen går sakte, blir diamantene forvandlet til det porøse materialet grafitt.

Frem til i dag har geologene antatt, uten gode teorier for hvorfor det er slik, at varmesøylene i magmaen, altså i den smeltede steinen under jordskorpen, måtte være 400 kilometer dype for å presse opp diamantene.

– Nå kan vi vise at varmesøylene kommer fra et dyp på 2890 kilometer.

Da er vi i mantelen. Og nå kommer vi snart til poenget.

Etter åtte års forskning har Torsvik funnet to meget spesielle områder i mantelen, kalt large low shear velocity provinces, med den velklingende forkortelsen LLSVP. På godt norsk kan dette oversettes til ”store områder med lave, seismiske hastigheter”.

De to områdene ligger nøyaktig 2890 kilometer under bakken og har vært geografisk stabile i flere hundre millioner år. Det kan faktisk tenkes at de har vært stabile siden Jordas dannelse.

Stabil, flytende masse

De to underjordiske områdene er på størrelse med Afrika og befinner seg rundt ekvator. Det ene av dem ligger under dagens Afrika. Det andre ligger på den nøyaktig motsatte siden av Jorda, rett under Stillehavet.

Det viser seg at de seismiske hastighetene er lavere i de to områdene enn i resten av mantelen. Eller for å si det på en annen måte:

– De to områdene er varmere enn omgivelsene rundt.

Et av hovedpoengene til Torsvik er at nesten alle kimberlittforekomstene, både med og uten diamanter, stammer fra varmesøyler fra randsonen til de røde, unormale områdene.

Platetektonikk

For 300 millioner år siden var alle kontinentene på Jorda samlet i et superkontinent, kalt Pangea. Siden den gangen har kontinentene beveget seg fra hverandre

Ved å ta hensyn til kontinentbevegelsene, viser det seg at alle de store og dype vulkanene i verden har hatt utspring fra randsonen til de røde, unormale områdene. Det samme gjelder nesten alle kimberlittforekomstene i verden.

Det betyr: Ved å beregne bevegelsen til kontinentene og når de passerte randsonen til de røde, unormale områdene, er det mulig å forutsi i hvilke områder varmesøyler kan ha sprutet opp diamanter.

Alle varmesøylene har kommet fra det røde, unormale området under Afrika. Ingen er fra det røde, unormale området under Stillehavet. Forklaringen er enkel. I løpet av de siste 400 millioner år har ingen kontinenter passert Stillehavet.

Forskerne skal nå rekonstruere når all verdens steder passerte randsonen til det røde, unormale området.

– Det er nettopp i disse områdene du skal se etter diamanter.

Afrika vil fortsatt være mest sentralt i diamantjakten.

– Afrika har alltid vært sentum. Selv om superkontinentet sprakk, har Afrika beveget seg lite. Det forklarer at det er mye kimberlitt og diamanter i Afrika.

Manteldynamikk og vulkanforståelse

Det forskerne fortsatt ikke skjønner, er hvorfor vulkanene og varmesøylene kommer fra randsonen til det røde, unormale området. Men de har en hypotese.

– De tektoniske platene beveger seg på tre måter. Platene kan gli sidelengs mot hverandre, gå fra hverandre eller presses mot hverandre. Vi tror at noen av de oseaniske skorpene er blitt presset helt ned til 2890 kilometer under bakken og har truffet kjernen i det røde, unormale området og presset opp varmesøyler. Dette er en ny vitenskapelig retning i geologien og kalles for manteldynamikk.

Forskerne skal nå tilbringe et år på Det Norske Videnskaps-Akademi og Centre for Advanced Studies (CAS) for å forske mer på dette.

Trond Torsvik kom frem til de oppsiktsvekkende resultatene sine da han analyserte store vulkanske områder.

Da vi rekonstruerte hvor vulkanene lå, viste seg at alle lå i randsonen til LLSVP. Det betyr at det varme området langt nede i Jorda må ha vært stabilt. Sannsynligheten for at alle vulkanene og kimberlittforekomstene skulle ha plassert seg tilfeldig i randsonen, er så liten som en til sju millioner. Vi mener derfor at forklaringen vår er opplagt, avslutter professor Trond Torsvik.

Det viktigste fra de siste dagene

Vil stikke kjepper i hjulene

Gruveskam?

Tar tak i klimadebatten


geo365 Nyhetsbrev

* = required field

0 Comments