Dijamanti stvoreni u prelaznoj zoni između gornjeg i donjeg plašta imaju dokaze o tečnostima koje nose potopljene ploče. Ovi dijamanti, zajedno sa poboljšanim simulacijama zone subdukcije, pokazuju da se tečnosti ne mogu zanemariti u procesu stvaranja dubokog zemljotresa.
Šta nam dijamanti iz dubine mogu reći o dubokim zemljotresima?
Dijamanti koji su se formirali duboko u Zemlji mogli bi pomoći seizmolozima da odgovore na decenijama staro pitanje: da li tečnosti mogu igrati ulogu u stvaranju zemljotresa na dubinama gde bi visok pritisak trebalo da spreči krhko kvarenje?
Rased uz pomoć fluida u potopljenim pločama dubokim 300 do 700 kilometara (~180 do 435 milja), u prelaznoj zoni između gornjeg i donjeg plašta, jedan je proces koji bi mogao da objasni duboke zemljotrese. Ali dobri dokazi o vodi ili drugim tečnostima povezanim sa ovim pločama na osnovu uzoraka su donedavno bili oskudni, prema Stevenu Shirey-u iz Karnegijevog instituta za nauku.
Sada, studije dijamanata koji su se formirali u prelaznoj zoni pružaju dokaze o tečnostima koje nose spuštene ploče. Zajedno sa novim modeliranjem zone subdukcije, ovi dijamanti jasno pokazuju da se tečnosti ne mogu zanemariti u priči o stvaranju dubokih zemljotresa, rekao je Shirey na godišnjem sastanku Seizmološkog društva Amerike.
Ne moraju svi duboki zemljotresi uključivati vodu, ali modeliranje od strane Shirey-a i njegovih kolega sugeriše da neke podvodne ploče ostaju dovoljno hladne da zadrže i transportuju vodu sve do dna prelazne zone. Duboki zemljotresi, koji se dešavaju 500 do 700 kilometara ispod površine Zemlje, izgleda da se dešavaju samo u ovim pločama koje mogu da transportuju vodu ili koje mogu da nose karbonat dovoljno duboko da izazove topljenje, otkrili su.
Na toj dubini, voda ili karbonatne tečnosti mogu izazvati zemljotrese, ili zemljotresi mogu izazvati oslobađanje tečnosti – ili se obe stvari mogu dešavati, rekao je Širi.
Mislim da je na seizmološkoj zajednici u ovom trenutku da pokuša da shvati zašto bi tečnosti bile važne“, rekao je on. „Znamo da su tečnosti tamo dole, znamo da se kreću, a petrologija dijamanata vam to govori, jer se ovi dijamanti uvek formiraju u delovima plašta gde se tečnosti kreću.
Unutrašnja struktura rasta ovih super dubokih „sublitosfernih“ dijamanata (onih koji se formiraju u plaštu stotinama kilometara ispod litosfere) ukazuje na to da su formirani od fluida koji se kreću kroz stenu domaćina, primetio je Širi. „Dijamanti vam govore da postoji pukotina ili veza vena sa plaštom domaćina. Morate imati tečnosti koje se kreću kroz stenu u žilama ili pukotinama i da se ravnoteže sa njima.“
Ovi dijamanti takođe imaju karakterističnu hemiju i inkluzije koje su jasni znaci njihovog porekla sa potopljene okeanske ploče, primetio je on. Na primer, mnoge sublitosferske dijamante odlikuje izotopski lak ugljenik — nedostatak teškog izotopa ugljenika ( 13 C) — koji je povezan sa organskim materijalom i mnogo ga ima u okeanskoj ploči u poređenju sa okolnim omotačem.
Neki sublitosferski dijamanti takođe sadrže metalne inkluzije obogaćene teškim izotopom gvožđa ( 56 Fe), a drugi dijamanti su obogaćeni lakim elementom borom. Obe ove karakteristike su povezane sa serpentinizovanim peridotitom plašta. Serpentinizacija se dešava u stenama koje sadrže morsku vodu u zonama subdukcije tokom promene morskog dna i metamorfizma.
Uključci u dijamantu ukazuju na to da stena koja sadrži tečnost zaista ulazi u plašt, a modeliranje koje su izvršili istraživači pokazuje kako bi ga mogle nositi hladne ploče. Kako seizmolozi preciziraju svoje procene lokacija dubokih zemljotresa, ove lokacije se mogu bolje uskladiti sa položajem ovih ploča da bi se dodatno testirali ovi modeli, rekao je Širi.