“钻石恒久远，一颗永流传。”这句标志性的口号是20 世纪 40 年代非常成功的广告活动，将宝石作为永恒承诺和团结的象征出售。
但我们的新研究是由来自不同国家的研究人员进行的，发表于《自然》，这表明钻石也可能是地球板块分裂的标志。它甚至可能为寻找钻石的最佳地点提供线索。
钻石是最坚硬的天然石头，需要极高的压力和温度才能形成。这些条件只有在地球深处才能实现。那么它们是如何从地球深处到达地表的呢？
钻石是在熔岩或岩浆中形成的，称为金伯利岩。直到现在，我们还不知道是什么过程导致金伯利岩在大陆之下隐藏了数百万年甚至数十亿年后突然冲破地壳。
超大陆旋回
大多数地质学家都认为，爆发性的火山喷发钻石同步发生超大陆旋回：一种反复出现的陆地形成和碎裂模式，决定了地球数十亿年的历史。
然而，这种关系背后的确切机制仍存在争议。目前主要有两种理论。
有人认为金伯利岩浆利用“伤口”地球地壳拉伸或覆盖地球的固体岩石板块（称为构造板块）分裂时形成。另一种理论认为涉及地幔柱，从地核-地幔边界涌出的大量熔岩，位于地球表面以下约 2,900 公里处。
地球内部结构的表示。
然而，这两种想法都存在问题。首先，板块的主要部分被称为岩石圈岩石非常坚硬和稳定。这使得裂缝很难穿透，从而使岩浆能够冲刷而过。
此外，许多金伯利岩并没有表现出我们期望在地幔柱岩石中发现的化学“味道”。
相比之下，金伯利岩的形成被认为涉及极低程度的地幔岩熔融，通常不到 1%。因此，需要另一种机制。我们的研究为这个长期存在的难题提供了一个可能的解决办法。
我们部署了统计分析，包括机器学习——人工智能 (AI) 的一种应用——来法医检查大陆分裂与金伯利岩火山活动之间的联系。我们的全球研究结果表明，大多数金伯利岩火山的喷发发生在地球大陆构造分裂后的 2000 万至 3000 万年。
此外，我们针对金伯利岩最多的三个大陆（非洲、南美洲和北美洲）进行的区域研究也支持了这一发现。它还提供了一条重要线索：金伯利岩喷发倾向于随着时间的推移逐渐从大陆边缘迁移到大陆内部，且速度在各大洲是一致的。
这就引出了一个问题：什么地质过程可以解释这些模式？为了解决这个问题，我们采用了多个计算机模型来捕捉大陆在经历拉伸时的复杂行为，以及底层地幔内的对流运动。
多米诺骨牌效应
我们认为多米诺骨牌效应可以解释大陆分裂最终如何导致金伯利岩浆的形成。在裂谷，大陆根部的一小部分区域（一些大陆下方的厚岩石区域）受到破坏并沉入下层地幔。
在这里，我们看到较冷的物质下沉，而热的地幔上涌，从而引发一个称为边缘驱动对流。我们的模型显示，这种对流会引发一系列类似的流动模式，这些流动模式会在附近的大陆下方迁移。
我们的模型显示，这些破坏性流体在沿着大陆根部流动时，会从大陆板块底部带走大量厚达数十公里的岩石。
我们计算机模型的其他各种结果也进一步表明，这一过程可以将必要成分聚集到一起，形成适量的熔岩，从而产生富含气体的金伯利岩。岩浆一旦形成，在二氧化碳和水提供的巨大浮力下，可以迅速上升到地表，携带着珍贵的物质。
目前尚不清楚携带钻石的熔岩是如何从地球深处到达地表的。
图片来源：N. Deligne /美国地质调查局， 公共区域
寻找新的钻石矿床
这一模型并不与金伯利岩和地幔柱之间的空间关联相矛盾。相反，板块分裂可能是地幔柱导致板块变暖、变薄和变弱的结果，也可能不是。
然而，我们的研究清楚地表明，大多数金伯利岩资源丰富的地区观察到的空间、时间和化学模式不能仅仅通过柱状流的存在来充分解释。
引发火山喷发并将钻石带到地表的过程似乎具有高度系统性。它们从大陆边缘开始，然后以相对均匀的速度向大陆内部迁移。
这些信息可用于确定与此过程有关的过去火山喷发的可能地点和时间，从而提供有助于发现绿色能源转型所需的钻石矿床和其他稀有元素的见解。
如果我们要寻找新的矿床，就需要牢记，目前一些活动团体正在努力试图从世界市场上消除那些用于资助战争（冲突钻石）或来自工人工作条件恶劣的矿场的钻石。
钻石或许可以永恒存在，也或许不能，但我们的研究表明，在地球历史的漫长岁月中，新的钻石不断被创造出来。
