Дијаманти створени у прелазној зони између горњег и доњег плашта имају доказе о течностима које носе потопљене плоче. Ови дијаманти, заједно са побољшаним симулацијама зоне субдукције, показују да се течности не могу занемарити у процесу стварања дубоког земљотреса.
Шта нам дијаманти из дубине могу рећи о дубоким земљотресима?
Дијаманти који су се формирали дубоко у Земљи могли би помоћи сеизмолозима да одговоре на деценијама старо питање: да ли течности могу играти улогу у стварању земљотреса на дубинама где би висок притисак требало да спречи крхко кварење?
Расед уз помоћ флуида у потопљеним плочама дубоким 300 до 700 километара (~180 до 435 миља), у прелазној зони између горњег и доњег плашта, један је процес који би могао да објасни дубоке земљотресе. Али добри докази о води или другим течностима повезаним са овим плочама на основу узорака су донедавно били оскудни, према Стевену Схиреy-у из Карнегијевог института за науку.
Сада, студије дијаманата који су се формирали у прелазној зони пружају доказе о течностима које носе спуштене плоче. Заједно са новим моделирањем зоне субдукције, ови дијаманти јасно показују да се течности не могу занемарити у причи о стварању дубоких земљотреса, рекао је Схиреy на годишњем састанку Сеизмолошког друштва Америке.
Не морају сви дубоки земљотреси укључивати воду, али моделирање од стране Схиреy-а и његових колега сугерише да неке подводне плоче остају довољно хладне да задрже и транспортују воду све до дна прелазне зоне. Дубоки земљотреси, који се дешавају 500 до 700 километара испод површине Земље, изгледа да се дешавају само у овим плочама које могу да транспортују воду или које могу да носе карбонат довољно дубоко да изазове топљење, открили су.
На тој дубини, вода или карбонатне течности могу изазвати земљотресе, или земљотреси могу изазвати ослобађање течности – или се обе ствари могу дешавати, рекао је Шири.
Мислим да је на сеизмолошкој заједници у овом тренутку да покуша да схвати зашто би течности биле важне“, рекао је он. „Знамо да су течности тамо доле, знамо да се крећу, а петрологија дијаманата вам то говори, јер се ови дијаманти увек формирају у деловима плашта где се течности крећу.
Унутрашња структура раста ових супер дубоких „сублитосферних“ дијаманата (оних који се формирају у плашту стотинама километара испод литосфере) указује на то да су формирани од флуида који се крећу кроз стену домаћина, приметио је Шири. „Дијаманти вам говоре да постоји пукотина или веза вена са плаштом домаћина. Морате имати течности које се крећу кроз стену у жилама или пукотинама и да се равнотеже са њима.“
Ови дијаманти такође имају карактеристичну хемију и инклузије које су јасни знаци њиховог порекла са потопљене океанске плоче, приметио је он. На пример, многе сублитосферске дијаманте одликује изотопски лак угљеник — недостатак тешког изотопа угљеника ( 13 Ц) — који је повезан са органским материјалом и много га има у океанској плочи у поређењу са околним омотачем.
Неки сублитосферски дијаманти такође садрже металне инклузије обогаћене тешким изотопом гвожђа ( 56 Фе), а други дијаманти су обогаћени лаким елементом бором. Обе ове карактеристике су повезане са серпентинизованим перидотитом плашта. Серпентинизација се дешава у стенама које садрже морску воду у зонама субдукције током промене морског дна и метаморфизма.
Укључци у дијаманту указују на то да стена која садржи течност заиста улази у плашт, а моделирање које су извршили истраживачи показује како би га могле носити хладне плоче. Како сеизмолози прецизирају своје процене локација дубоких земљотреса, ове локације се могу боље ускладити са положајем ових плоча да би се додатно тестирали ови модели, рекао је Шири.