Diamant v kimberlitu. Field Museum of Natural History, Chicago. Kredit: James St. John / Flickr.

Zemské hlubiny jsou sice mnohem blíže než Měsíc a další vesmírné objekty, přesto pro nás zůstávají velice záhadné. Před našimi zraky a přístroji je chrání mocné vrstvy hornin, takže je můžeme studovat jenom nepřímo. A když se nám to povede, tak v hlubinách Země objevujeme podivuhodné věci.

Ulrich Faul. Kredit: MIT.

Podle výsledků výzkumu Ulricha Faula z MIT a jeho spolupracovníků se v zemi pod našima nohama ukrývá více než biliarda (čili deset na šestnáctou) tun diamantů. Diamantovou horečku ale nejspíš nečekejte, alespoň zatím. Vědci odhadují, že populární drahokamy spočívají hlouběji než 160 kilometrů. Tím pádem jsou pro současné technologie spolehlivě nedosažitelné.

Diamantový poklad by měl ležet uvnitř litosférických kořenů, které připomínají hory otočené vzhůru nohama a sahají z kratónů, starých a velmi stabilních částí litosféry, až několik set kilometrů do zemského pláště. Faul s kolegy odhadují, že spodní konce litosférických kořenů obsahují 1 až 2 procenta diamantů. Vzhledem k naprosto kolosální hmotnosti litosférických kořenů představuje i pár procent obrovskou hmotu.
Pokud mají Faul a spol. pravdu, tak diamant není tak vzácným minerálem, jak jsme si doposud mysleli. Z geologického úhlu pohledu by byl vlastně docela běžný. Jak Faul poznamenává, k těmto diamantům se sice nemůžeme za normálních okolností dostat, teď ale tušíme, že diamantů na Zemi existuje ohromné množství.

Kimberlit (bez diamantů), USA. Kredit: Woudloper / Wikimedia Commons.

Jak se takový ultimátní diamantový poklad hledá? Faul s kolegy si všimli anomálie v seismických datech. Americká geologická agentura US Geological Survey, a podobné agentury ve světě, během posledních desetiletí ukládají záznamy seismické aktivity. To jsou vlastně zvukové vlny, které cestují vnitřkem planety poté, co je spustilo zemětřesení, tsunami, exploze nebo nějaká podobná čertovina. Když vědci analyzují zachycené seismické vlny, tak z nich mohou vyčíst leccos zajímavého.

Seismické vlny nám mohou prozradit i to, jak naše planeta vypadá zevnitř. Procházejí totiž horninami různou rychlostí, která odpovídá teplotě, hustotě a složení hornin. Právě díky seizmickým vlnám můžeme odhadnout, z čeho se skládá litosféra, svrchní obal planety, tvořený zemskou kůrou a nejsvrchnějšími vrstvami zemského pláště.

Kimberlitový komín. Kredit: Kansas Geological Survey.

Když ale badatelé studovali litosféru pomocí záznamů seismických vln, tak si všimli podivné anomálie. Zjistili, že zvukové vlny v hlubinách nápadně zrychlují, když procházejí litosférickými kořeny. Kratóny jsou obecně chladnější a také méně husté, nežli okolní hmota zemského pláště. V takovém prostředí by se zvukové vlny sice měly šířit rychleji, ale zdaleka ne tak rychle, jak ukazují data ze zmíněné anomálie.

Faul a spol. analyzovali, modelovali a také používali výsledky svých předešlých experimentů, v nichž testovali rychlost průchodu zvukových vln rozmanitými minerály. V simulacích vytvářeli virtuální horniny a zjišťovali, která z nich se bude chovat podobně, jako pozorovaná anomálie v litosférických kořenech.

Nakonec dospěli k závěru, že seismickou anomálii má na svědomí hornina tvořená magmatickým peridotitem, čili klíčovou horninou zemského pláště, s příměsí metamorfované horniny eklogitu, který reprezentuje zanořenou oceánskou kůru, plus zmíněná 1-2 procenta diamantů. Podle odborníků to dává to smysl, protože právě po okrajích litosférických kořenů probíhají úzké a dlouhé kimberlitové komíny, které se proslavily vysokým obsahem diamantů. Jestlipak se k tomuhle pokladu někdy dostaneme?

Video:  Ulrich Faul: Rheology and Anelasticity


Literatura
MIT News 16. 7. 2018, Geochemistry, Geophysics, Geosystems online 19. 6. 2018.