Bản đồ kim cương toàn cầu

Bản đồ phân bố kim cương trên Trái đất. 80% địa điểm có kimberlite thuộc về lục địa châu Phi.

Một đội gồm các nhà địa vật lí quốc tế vừa lập ra một tấm bản đồ dự đoán các địa điểm mỏ kim cương trên Trái đất. Đây là hình ảnh đầu tiên thuộc loại này, và nó được tạo ra bằng cách liên hệ các quá trình địa chất tại bề mặt với cơ chế động lực học xảy ra ở sâu hơn nhiều trong lõi của hành tinh chúng ta.

Tất nhiên tấm bản đồ rất hấp dẫn cho nghiên cứu học thuật, nhưng nó cũng sẽ là một công cụ hữu ích để tìm kiếm thêm các mỏ kim cương. Trond Torsvik tại Đại học Oslo, người lãnh đạo nhóm nghiên cứu, cho biết một số đồng tác giả đã làm việc với các công ti kim cương ở châu Phi, hiện nay họ đang quan tâm đến công cụ có khả năng hữu dụng này.

Đa số kim cương tự nhiên đã có hàng tỉ năm tuổi và thường hình thành trong lớp bao của Trái đất dưới áp suất cao ở độ sâu dưới 150 km. Thỉnh thoảng, hiếm thôi, một số kim cương được nâng lên mặt đất qua lớp bao bởi magma dâng lên nhanh chóng, chúng nguội đi ở bề mặt tạo ra các viên đá lửa gọi là kimberlite.

Torsvik và các đồng sự cho rằng magma đang dâng lên trong lớp bao phía trên được kích hoạt bởi những xung đá bao nóng trồi lên từ những độ sâu lớn hơn. Những đặc điểm này của lớp bao được tin là phát sinh ở những độ sâu gần 3000 km - ở ranh giới giữa lớp bao và lớp nhân bên dưới – và chúng có thể vẫn ổn định ở đó trong hàng triệu năm.

Trái lại, các mảng kiến tạo tại bề mặt Trái đất đang dịch chuyển tương đối so với nhau tiêu biểu khoảng 0-100 mm mỗi năm. Vì lí do này, đội của Torsvik đã tái dựng chuyển động của các mảng nền trong 320 triệu năm qua để tính ra các địa điểm tại mặt đất nằm trên các cột lớp bao ở những thời điểm nhất định trong niên kỉ địa chất hiện nay. Điều này cho phép họ tạo ra một tấm bản đồ của những địa điểm có khả năng có kimberlite trên khắp mặt đất.

Tấm bản đồ thu được (ảnh trên) cho thấy 80% các địa điểm kimberlite (các chấm đen trên bản đồ) phải nằm bên trong hoặc dọc theo lục địa châu Phi trong một vành đai tương đối hẹp. Những địa điểm này nằm phía trên một dải ổn định tại ranh giới lớp nhân (đường màu đỏ đậm trên bản đồ) được tin là nguồn gốc của các cột lớp bao. Đa số kimberlite vô định hình chưa tới 320 triệu năm tuổi (các chấm trắng trên bản đồ) nằm trong vùng địa chất Slave thuộc Canada, gần với bờ rìa lục địa đang hoạt động kiến tạo tại nơi phun trào của chúng.

David Evans, một nhà địa vật lí tại Đại học Yale ở Mĩ, thật ấn tượng bởi quy mô của nghiên cứu này. Ông cho biết các liên hệ của nhóm với ngành công nghiệp là chìa khóa cho sự thành công của họ. “Torsvik đã có thể thu được cơ sở dữ liệu kim cương có niên đại chính xác về kimberlite – cái vẫn chưa được công bố đầy đủ, nhưng nó hiển hiện từ những con số trong bài báo của ông”.