Sự chia tách của các siêu lục địa có thể kích hoạt các vụ phun trào mạnh mẽ đẩy kim cương lên bề mặt Trái đất. (Ảnh minh họa: needpix)
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một mô hình mà trong đó kim cương phun ra từ sâu bên dưới bề mặt Trái đất trong các vụ phun trào núi lửa mạnh mẽ, theo Live Science.
Kim cương hình thành ở độ sâu khoảng 150 km bên dưới lớp vỏ Trái đất. Chúng được đưa lên bề mặt nhanh chóng trong các vụ phun trào gọi là kimberlite. Thomas Gernon, giáo sư khoa học Trái đất và khí hậu tại Đại học Southampton, Anh, cho biết, những kimberlite này di chuyển với tốc độ từ 18 đến 133 km/h và một số vụ phun trào có thể đã tạo ra các vụ nổ khí và bụi giống như núi lửa Vesuvius ở Ý.
Gernon cho biết, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng kimberlite xuất hiện thường xuyên nhất trong thời gian các mảng kiến tạo tự sắp xếp lại trên phạm vi lớn, chẳng hạn như trong quá trình chia tách của siêu lục địa Pangea. Tuy nhiên, điều kỳ lạ là kimberlite thường phun trào ở giữa các lục địa – nơi lớp vỏ dày, cứng và khó phá vỡ, chứ không phải ở rìa của các vết nứt.
Gernon nói: “Những viên kim cương đã nằm dưới đáy các lục địa hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ năm. Phải có một số tác nhân kích thích nào đó đẩy chúng lên một cách đột ngột, bởi vì bản thân những vụ phun trào này thực sự mạnh mẽ, thực sự bùng nổ”.
Gernon và các đồng nghiệp của ông bắt đầu bằng cách tìm kiếm mối tương quan giữa tuổi của kimberlite và mức độ phân mảnh của mảng kiến tạo xảy ra vào thời điểm đó. Họ phát hiện ra rằng trong 500 triệu năm qua, có một mô hình cho thấy sau khoảng từ 22 triệu đến 30 triệu năm kể từ khi các mảng kiến tạo bắt đầu tách rời nhau, các vụ phun trào kimberlite đạt đỉnh điểm.
Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các vụ phun trào kimberlite tăng lên ở khu vực ngày nay là Châu Phi và Nam Mỹ bắt đầu từ khoảng 25 triệu năm sau khi siêu lục địa phía nam Gondwana chia tách, khoảng 180 triệu năm trước. Bắc Mỹ ngày nay cũng chứng kiến sự gia tăng đột biến của các kimberlite sau khi Pangea bắt đầu tách ra khoảng 250 triệu năm trước. Thật thú vị, những vụ phun trào kimberlite này dường như bắt đầu ở rìa của các vết nứt rồi sau đó di chuyển đều đặn về phía trung tâm của các lục địa.
Để tìm ra điều gì đang thúc đẩy các mô hình này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều mô phỏng máy tính về lớp vỏ sâu và lớp phủ trên. Họ phát hiện ra rằng khi các mảng kiến tạo tách ra, phần đáy của lớp vỏ lục địa mỏng đi – giống như phần trên của lớp vỏ kéo dài ra và tạo thành các thung lũng. Đá nóng nổi lên, tiếp xúc với ranh giới hiện đã bị phá vỡ này, nguội đi và chìm xuống một lần nữa, tạo ra các khu vực đối lưu cục bộ.
Những khu vực không ổn định này có thể gây ra sự bất ổn ở các khu vực lân cận, dần dần di chuyển hàng nghìn dặm về phía trung tâm lục địa. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo trên tạp chí Nature rằng phát hiện này phù hợp với mô hình thực tế với các vụ phun trào kimberlite bắt đầu gần các khu vực rạn nứt và sau đó di chuyển vào bên trong lục địa.
Nhưng làm thế nào mà những bất ổn này lại gây ra những vụ phun trào bùng nổ từ sâu trong lớp vỏ? Gernon cho rằng, tất cả nằm ở sự pha trộn của các vật liệu thích hợp. Những bất ổn đủ để cho phép đá từ lớp phủ trên và lớp vỏ dưới chảy vào nhau. Quá trình này kết hợp đá với rất nhiều nước và carbon dioxide bị mắc kẹt bên trong nó, cùng với nhiều khoáng chất chính của kimberlite – bao gồm cả kim cương.
Gernon cho biết những phát hiện này có thể hữu ích trong việc tìm kiếm các mỏ kim cương chưa được khám phá. Chúng cũng có thể giúp giải thích tại sao thỉnh thoảng có những kiểu phun trào núi lửa khác xảy ra rất lâu sau khi siêu lục địa tan rã ở những khu vực lẽ ra phần lớn là ổn định.
Theo Livescience
Văn Thiện biên dịch
NTD Việt Nam