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科技

「鑽」進科學  地質學家如何預測鑽礦所在?

明日科學

更新於 2023年08月15日10:54 • 發布於 2023年08月14日09:00 • 高 詩豪

自古以來,鑽石如何從地球內部噴發到地表這個問題,一直困擾著科學家。但最近,由愛爾蘭科學家格農(Tom Gernon)博士帶領的國際研究小組解開了這一長久的謎團。

這項研究發現,當地球的大板塊裂開時,會引發一連串的反應,使鑽石從地內冒出來。簡單來說,這些板塊就像地球的拼圖,包括我們所在的大陸和海底。鑽石則是在非常大的壓力下形成,有些甚至已存在數十億年了,且主要隱藏在一種叫做「金伯利岩」的火山石頭裡。

尋找鑽石礦通常由尋找金伯利岩開始。 (圖/shutterstock)
尋找鑽石礦通常由尋找金伯利岩開始。 (圖/shutterstock)

金伯利岩主要分佈在大陸的最古老、最厚實、最堅固的部分,如19世紀末鑽石熱潮的發源地——南非和博茨瓦納(Botswana)。但金伯利岩如何和為什麼會出現在地表,直到最近都是一個未解之謎。

格農博士表示:「鑽石噴發的模式是週期性的,它模仿超級大陸的節奏。這些超級大陸在長時間內不斷地組合和分裂。但我們以前不知道什麼過程導致鑽石突然噴發,而這些鑽石可能被儲存了數百萬甚至數十億年。」

每當地幔變動 鑽石有機會鑽出

為了解開這一秘密,該團隊使用了統計分析、AI和機器學習的新方法,「來仔細檢查大陸分裂和金伯利岩火山作用之間的聯繫」。他們的研究結果表明,大多數金伯利岩火山的爆發,是在地球大陸板塊分裂後的20到30百萬年內發生的。

同時,研究人員還發現,地球裡有一層中間層叫做「地幔(Mantle)」,它在地表和地心之間。每當地表受到些微變化時,即使很遠的地方,地幔都會受影響。這些變動使得金伯利岩的岩石形成,而這岩石裡就有鑽石。當地幔發生變動,鑽石就會被帶到地表上來。

該發現不僅解釋了鑽石如何從地心噴發,也將有助於預測鑽石的可能存在地點,從而塑造未來的鑽石工業。「我們知道金伯利岩是在什麼時候、在哪裡以及為什麼形成的,這對於探索是非常有用的,」格農說。「我們知道觸發這種多米諾骨牌效應所需的事件,通過連接這些點,我們可以定位那些最有可能一開始就存在鑽石的區域。」研究刊登在最新一期(NO.620)的《自然》期刊。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

參考論文:
1.Rift-induced disruption of cratonic keels drives kimberlite volcanism.Nature

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