20.01.2012 10:37
Kuidas teemandid maapinnale jõuavad?
Foto: Parent Gery/Wikimedia Commons
Värske uuring paljastas teemantide kiire maapinnale
jõudmise saladuse.
Ammu on teada, et teemant peab läbima teekonna maapõue
sügavustest maapinnale väga kiiresti - laborikatsed on näidanud, et maakoores
valitsevates tingimustes põleks need kalliskivid ära mõne päeva, kui mitte
tundidega. Teemantide maapinnale paiskumise taga on ilmselt vääriskive
ümbritsevast sulakivimist suurtes kogustes välja visisev süsihappegaas, näitas
ajakirjas Nature avaldatud uuring.
Suur osa teemantidest peitub kimberliidis - tihedas
vulkaanilises kivimis, mis on saanud oma nime Lõuna-Aafrika Vabariigis asuva
Kimberley linna järgi, kus avastati mitmed esimesed teemantide leiukohad.
Raske on leida selgitust, kuidas muutub suhteliselt raske
ja kristallirikas magma piisavalt ujuvaks, et läbida pinnale jõudmiseks
kiiresti maakoor. Uuringu autori ja Briti Columbia ülikooli vulkanoloogi James
K. Russelli sõnul on teadlased juba ammu kahtlustanud, et kimberliidi
purskamisel mängivad peamist rolli kivimites leiduvad lenduvad ained, nagu vesi
ja süsinikdioksiid.
Segaseks on aga jäänud, kuidas ja miks need ained vahevöö
kivimitest välja tungima hakkavad. Sealsed rõhud on üldjuhul piisavalt kõrged,
et gaasid sulakivimis püsiksid, just nagu lahustub rõhu mõjul gaseeritud joogis
süsihappegaas. Russeli korraldatud laborikatsed selgitasid, mis põhjustab
sellise gaasi väljumist.
Eksperimendid näitasid, et süsinikdioksiid lahustub eriti
hästi karbonaadirikkas sulakivimis. Samas ränikivirikkas sulakivimis lahustub
süsihappegaas (sõltumata rõhust) sellega võrreldes ainult veerandi kuni
kolmandiku võrra.
Esialgsetes katsetes puistasid uuringu autorid
ränikivirikast mineraali ortopürokseeni sulanud olekus karbonaadirikkase
kivimisse. Mineraal lahustus umbes 20 minutiga ning selle tulemusel hakkas
jõuliselt eralduma süsinikdioksiidi.
Teadlaste sõnul matkisid laborikatsed sügaval maapõues
toimuvat kimberliidipurske algstaadiumi. Kõigepealt puutub karbonaadirikas
sulakivim kokku ränikivirikaste mineraalidega ülemises vahevöös, mille kivimid
sisaldavad kuni 27 protsendi ulatuses ortopürokseeni.
Sulanud ainest eraldub süsihappegaasi, mis muudab tiheda
magma ujuvaks. Magma sööstab läbi ülemise vahevöö kiirusega kuni 14 kilomeetrit
tunnis, tungides ülemistesse kivimkihtidesse, milles leidub veelgi rohkem
ränikivi, mis omakorda kiirendab gaasi eraldumist. Russelli hinnangul jõuab
vahutav kimberliidist laava selliste kiiruste juures 120 kilomeetri sügavuselt
maapinnale 8 tunniga. Tänu sellisele kiirusele ei põle koos laavaga liikuvad
teemandid maakoort läbides ära.
Süsihappegaasi kivimitest väljumist põhjustav keemiline
reaktsioon on suuresti isetoimiv - reaktsiooni jaoks vajalik soojus pärineb
teiste mineraalide, näiteks oliviini kristalliseerumisest.
Osale Novaatori videokonkursi publikuhääletusel!