De Diamond Zone

De aardmantel is zo diep van binnen dat we nooit door de korst hebben kunnen boren om het te proeven. We hebben alleen indirecte manieren om erover te leren. Dit is een ander soort geologie dan de meeste mensen kennen. Het is alsof je een motor van een auto bestudeert zonder de motorkap te kunnen openen, maar we hebben wel een paar echte monsters daar beneden.

Je weet dat een diamant een harde, dichte vorm van pure koolstof is. Fysiek is er geen hardere substantie, maar chemisch gezien zijn diamanten behoorlijk fragiel. Meer precies, diamant is een metastabiele mineraal bij oppervlaktecondities. Het experiment laat ons zien dat het zich niet kan vormen behalve onder omstandigheden die minstens 150 kilometer diep in de mantel onder oude continenten worden gevonden. Neem ze een beetje boven die diepten en diamanten veranderen snel in grafiet. Aan de oppervlakte kunnen ze het verdragen in onze zachte omgeving, maar niet ergens tussen hier en hun diepe geboorteplaats.

Diamond uitbarstingen

Welnu, de reden dat we diamanten hebben, is dat ze die afstand snel overbruggen, in slechts een dag of zo, in zeer vreemde uitbarstingen. Afgezien van de impact vanuit de ruimte, zijn deze uitbarstingen waarschijnlijk het meest niet verwacht gebeurtenissen op aarde. Bepaalde magma's op extreme diepten vinden een opening en rennen naar boven, terwijl ze door verschillende rotsen graven. Koolstofdioxidegas komt uit de oplossing als het magma stijgt, precies zoals frisdrank bruisen, en wanneer het magma klaar is met het doorprikken van de korst, explodeert het in de lucht met enkele honderden meters per seconde.

We zijn nog nooit getuige geweest van een diamantuitbarsting; de meest recente, in het Ellendale Diamond Field, lijkt ongeveer 20 miljoen jaar geleden in het Mioceen in Australië te zijn geweest. Geologisch gezien zijn ze ongeveer een miljard jaar geleden zeldzaam. We kennen ze van de bodemloze pluggen van gestolde mantelrots die ze achterlaten, kimberlieten en lamproïeten genoemd, of gewoon 'diamanten pijpen'. Sommige hiervan zijn te vinden in Arkansas, in Wisconsin en in Wyoming, onder andere plaatsen over de hele wereld met een zeer oude continentale korst.

Inclusies en Xenoliths

Een diamant met een stipje erin, waardeloos voor de juwelier, is een schat voor de geoloog. Dat stipje, een inclusie, is vaak een ongerept exemplaar van de mantel en onze tools zijn goed genoeg om er veel gegevens uit te halen. Sommige kimberlieten, die we de afgelopen twee decennia hebben geleerd, leveren diamanten op die lijken te zijn gekomen van 700 kilometer en dieper, helemaal onder de bovenmantel. Het bewijs ligt in de insluitsels, waar mineralen worden bewaard die zich alleen op deze ongekende diepten kunnen vormen.

Ook komen samen met diamanten andere exotische brokken mantelrots. Deze rotsen worden xenolieten genoemd, een geweldig Scrabble-woord dat in het wetenschappelijk Grieks 'vreemdelingensteen' betekent.

Wat xenolithstudies ons kort vertellen, is dat kimberlieten en lamproïten afkomstig zijn van een zeer oude zeebodem. Stukken oceaanbodem van 2 en 3 miljard jaar geleden, die door subductie onder de continenten werden getrokken, zitten daar al meer dan een miljard jaar. Die korst en zijn water en sedimenten en koolstof zijn gesudderd in een hogedrukstoofpot, een roodgloeiende bouillon die in diamanten pijpen terug naar de oppervlakte boert als de smaak van de tamales van gisteravond.

De zeebodem is bijna net zo ver terug in de tijd onder de continenten als we kunnen vertellen, maar diamanten pijpen zijn zo zeldzaam, het moet zijn dat bijna alle onderworpen korst in de mantel wordt verteerd.