Wkrótce mogą się zbudzić naddźwiękowe wulkany. To oznacza tony diamentów

Diamenty rodzą się w piekle. A konkretniej – w piekielnych warunkach panujących w głębinach Ziemi. Badania i laboratoryjne eksperymenty wskazują, że te kryształy węgla formują się w płaszczu – płynnej warstwie Ziemi, w której panuje ciśnienie tak wielkie, że nadmiar węgla zostaje wyciśnięty ze stopionych skał i formuje się w krystaliczne drobiny. Inne mogą rodzić się w strefach, w których płyty tektoniczne są spychane w głąb Ziemi. Ściągają ze sobą materię organiczną, w tym minerały węglanowe. Rosnące temperatury i ciśnienia sprawiają, że węglany stają niestabilne chemicznie, wyrzucając węgiel i tworząc diamenty.

Diamenty to źródło bezcennych naukowych danych

Te procesy przebiegają bez przerwy, ale te diamenty, które znajdujemy na powierzchni Ziemi, są starożytne. Zdecydowana większość z nich ma ponad miliard lat, a najstarsze zbadane przez naukowców kryształy liczą ponad 3,5 miliarda. Oznacza to, że są zdecydowanie starsze, od ziemskiego Życia. Niektóre powstawały tuż po uformowaniu się naszej planety.

Są w związku z tym bezcennym archiwum geologicznych danych. Zawarte w nich drobiny innych minerałów i płynów, zwane inkluzjami, zachowują chemiczny zapis tego, jak wyglądała pierwotna Ziemia. Wiemy dzięki nim m.in. to, że głęboko w płaszczu naszej planety znajduje się ilość wody równa wszystkim oceanom na powierzchni.

Diamenty wydostają się z głębin Ziemi na powierzchnię wyłącznie dzięki bardzo dziwnym erupcjom wulkanów. Wystrzeliwały je z głębin naddźwiękowe strumienie magmy zwane kimberlitami – nazwa pochodzi od południowoafrykańskiej farmy Kimberley na której w XIX w. po raz pierwszy odkryto diamenty w magmowych skałach. Ale takie niszczycielskie widowiska to kwestia odległej przeszłości. Kimberlity wygasły miliony lat temu, a naukowcy od dziesięcioleci głowili się, dlaczego właściwie tak się stało.

Naddźwiękowe wulkany rozrzucają diamenty

Do chwili obecnej odkryto około 6000 formacji kimberlitowych. Większość z nich znajduje się w Afryce Południowej, ale znaleziono je na każdym kontynencie, w tym na Antarktydzie. Około 3 procent zawiera spore diamenty. Wszystkie mają pochodzenie wulkaniczne. W porównaniu z klasycznymi wulkanami górskimi, wulkany kimberlitowe są jednak niezwykle dziwne.

Pierwszą cechą, która je wyróżnia, jest ich magma. W większości wulkanów bulgocząca stopiona skała gotuje się w skorupie ziemskiej, gdzie ulega przemianie w złożone lawy, które obserwujemy do dziś w różnych miejscach na Ziemi. Ale wulkany kimberlitowe pomijają ten krok. Ich magma zawiera płyny i minerały – a nawet kawałki częściowo nienaruszonej skały – pochodzące bezpośrednio z głębi płaszcza. Oznacza to, że erupcje kimberlitu muszą nastąpić szybko. W miarę wznoszenia się z płaszcza do skorupy węgiel zawarty w wybuchającym materiale przekształca się w gazowy dwutlenek węgla, zamieniając magmę w pianę, które wystrzeliwuje na powierzchnię z ogromną prędkością. W miarę przyspieszania magma unosi diamenty i całe kawałki skał płaszcza. Gdy osiąga powierzchnię, może poruszać się z prędkością ponaddźwiękową.

W wyniku takiej eksplozji nie rodzi się charakterystyczna dla innych wulkanów stożkowa góra. Erupcja, przebijając powierzchnię, utworzyłaby szybko rozszerzający się krater. Ogromne ilości lawy i fala gorącego powietrza i pyłu zwana przepływem piroklastycznym zniszczyłyby wszystko, co znajdowałoby się w pobliżu. Po kilku godzinach erupcja ustałaby, pozostawiając po sobie ziejącą dziurę w ziemi, odłamki zestalonej magmy i głęboki, liczący wiele kilometrów kanał prowadzący wgłąb ziemi, zatkany odłamkami skał wulkanicznych i innymi gruzami.

Zagadka wygaśnięcia kimberlitów

Dlatego dziś, w miliony lat po erupcjach, pozostałości wulkanów kimberlitowych zazwyczaj znajdują się głęboko pod Ziemią.

Naukowcy mają całkiem dobre wyobrażenie tego, jak takie erupcje przebiegały, ale nie mają pojęcia, dlaczego dziś nie możemy zobaczyć ich na własne oczy. Kimberlity zaczęły wybuchać około 2 miliardy lat temu i osiągnęły swój szczyt około 100 milionów lat temu. Bardzo długo najmłodszy znany kimberlit miał od 30 do 40 milionów lat. Potem znikają z zapisu geologicznego.

Tak przynajmniej się wydawało aż do 2012 r. Zespół geologów, badający wówczas wulkany Igwisi w Tanzanii odkrył, że skład chemiczny tamtejszej lawy dokładnie odpowiada temu, który znany jest z wulkanów kimberlitowych. A najnowsza z erupcji w tamtym regionie nastąpiła nie 30 milionów, a zaledwie 10 tys. lat temu. Sprawia to, że Igwisi są bezsprzecznie najmłodszymi wulkanami kimberlitowymi na Ziemi.

Wielka Dolina Ryftowa przed wielką erupcją

Geolodzy są podekscytowani, bo może to oznaczać, że kimberlity nie zniknęły bezpowrotnie. Opublikowana w ubiegłym roku praca geologów brytyjskiego Uniwersytetu Southampton pod kierunkiem prof. Thomasa Gernona wskazuje, że zbliżać się może zupełnie nowy okres ich aktywności. A wraz z ich erupcjami, na powierzchnię Ziemi mogą trafić miliardy nowych diamentów.

Jest tak, bo Tanzania znajduje się w bardzo specyficznym geologicznie miejscu naszej planety. Kraj znajduje się w obszarze tzw. Wielkiego Ryftu Wschodnioafrykańskiego – długiej na 6 tys. km szczeliny, przebiegającej od Mozambiku na południu po Etiopię i Dżibuti na północy. Ryft jest miejscem, w którym pęka kontynent – od 25 milionów lat róg Afryki odrywa się i dryfuje na wschód. W miejscu, w którym dziś znajduje się głęboka dolina, kiedyś, za ok. 10 mln lat, narodzi się nowy ocean.

Procesowi temu towarzyszą wielkie, geologiczne siły. Cały obszar Wielkiej Doliny Ryftowej jest usiany aktywnymi wulkanami. Naukowcy sądzą, że rosnące pęknięcie może sprawić, że wśród nich znajdą się także nowe kimberlity – choć trudno jest określić, kiedy może to nastąpić. Z pewnością jednak trudno będzie to przegapić. Kolosalna, naddźwiękowa erupcja, będzie jednym z największych wybuchów, jakie kiedykolwiek widziała ludzkość. Będzie też sygnałem dla branży producentów diamentów, że nadszedł czas nowych poszukiwań.