6억 5천만년에서 4억 5천만년 전 사이에 초대륙 곤드와나 아래에 형성된 브라질과 서아프리카의 고대 초심층 다이아몬드는 초대륙의 형성, 안정성 및 움직임에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 국제 팀의 연구를 통해 다이아몬드는 지구의 초대륙 순환에 대한 지속적인 기록 역할을 합니다. 그들의 분석은 이전에 알려지지 않은 지질학적 과정을 밝혀냈고 곤드와나와 같은 초대륙의 성장에 다이아몬드가 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었습니다.
6억 5천만년에서 4억 5천만년 전에 형성된 초심층 다이아몬드는 대륙이 어떻게 발전하고 이동했는지를 보여줍니다. 브라질과 서아프리카의 광산에서 발굴된 고대 초심층 다이아몬드를 분석하면 지구상의 복잡한 생명체가 초기 진화하는 동안 대륙의 진화와 이동 뒤에 숨어 있는 이전에 알려지지 않은 메커니즘이 밝혀졌습니다. 6억 5천만년에서 4억 5천만년 전 사이에 초대륙 곤드와나(Gondwana)의 기저부에 형성된 다이아몬드는 국제 전문가 팀에 의해 분석되었으며 곤드와나와 같은 초대륙이 어떻게 형성되고, 안정화되고, 지구 주위를 이동했는지 보여줍니다.
이번 연구에 참여한 위츠 지구과학대학 카렌 스미트(Karen Smit) 박사는 “초심층 다이아몬드는 극히 드물며 이제 우리는 이것이 대륙 형성의 전체 과정에 대해 많은 것을 말해 줄 수 있다는 것을 알고 있다”며 “이 다이아몬드의 연대측정을 통해 우리는 최초의 대륙이 어떻게 형성되었는지 이해하기를 희망한다”고 말했다. "
다이아몬드는 수백만 년에서 수십억 년 전에 형성되었으며 지구 맨틀의 가장 어둡고 오래된 부분을 밝힐 수 있습니다. 대륙은 지구 표면을 가로질러 표류하며 "초대륙"을 생성하고 파괴합니다. 이러한 이동을 통칭하여 "초대륙 주기"라고 하며, 다이아몬드는 고대의 창조와 파괴 주기를 기록할 만큼 오랫동안 살아남은 몇 안 되는 광물 중 하나입니다.
초대륙은 판 구조론의 원동력인 심해 판 섭입을 매우 특정한 지역에 집중시킬 수 있습니다. 특히 과거에는 이러한 깊은 지질학적 과정을 직접적으로 연구하기가 어려웠습니다. 왜냐하면 해양 지각은 젊고 대륙 지각은 지구의 깊은 작용에 대해 제한된 시각만을 제공하기 때문입니다. 고대 다이아몬드는 심판 구조론의 엔진과 초대륙 순환과의 관계에 대한 직접적인 창을 제공합니다.
스위스 베른대학교 수제트 티머만(Suzette Timmerman) 박사가 이끄는 연구팀은 다이아몬드 내부의 작은 규산염과 황화물의 연대측정을 통해 곤드와나 해저 깊이 300~700㎞에서 형성된 다이아몬드의 연대를 알아냈다. 연구의 목적은 초대륙의 용골에 물질이 어떻게 추가되었는지 추적하는 것이었습니다. 그 과정에서 연구팀은 이전에 알려지지 않았던 지질학적 과정을 발견했습니다. 이번 연구는 최근 네이처 저널에 게재됐다.
스미트(Smit)는 “지구화학적 분석과 다이아몬드 내포물의 연대 측정은 대륙판 구조 이동에 대한 기존 모델과 결합되어 다이아몬드가 초대륙 곤드와나(Gondwana)가 남극 대륙을 덮었던 6억5천만~4억5천만년 전 곤드와나 아래 깊은 곳에서 형성되었음을 가리킨다”고 말했다.
다이아몬드가 형성되는 동안 다이아몬드의 모암은 부력을 갖게 되어 다이아몬드와 함께 섭입된 맨틀 물질을 맨틀 안으로 운반합니다. 이 물질들은 곤드와나의 뿌리 바닥에 추가되어 본질적으로 초대륙으로 "성장"했습니다.
약 1억 2천만년 전 곤드와나(Gondwana)가 부서지기 시작하여 현재의 대서양과 같은 바다가 형성되었습니다. 다이아몬드는 9천만년 전 격렬한 화산 폭발로 지구 표면으로 옮겨졌으며, 모암에 작은 함유물도 함께 운반되었습니다.
이러한 현재 폭발은 곤드와나의 두 가지 주요 구성 요소인 브라질과 서부 아프리카 대륙 조각에 위치하고 있습니다. 따라서 다이아몬드는 퍼져서 바닥에 "붙어" 있기 때문에 이전 초대륙의 다른 부분으로 이동했음이 틀림없습니다.
“다이아몬드의 복잡한 역사는 그것이 지구 내에서 길이 방향과 측면 방향으로 원활하게 이동했음을 보여줍니다. 이는 초대륙의 형성과 그 진화의 후기 단계로 거슬러 올라갑니다. 대륙의 뿌리에 상대적으로 어린 물질이 부착되면서 고대 대륙 조각이 두꺼워지고 서로 용접되어 대륙 성장의 잠재적인 새로운 모델을 제시합니다.”
Smit은 Carnegie Institute for Science에서 황화물 함유물의 동위원소 분석을 수행했습니다. 그녀는 현재 Witwatersrand 대학교에서 근무하며 Witwatersrand 대학교에서 다이아몬드 함유물 분석을 가능하게 하는 새로운 동위원소 실험실 및 방법을 개발하는 팀의 일원입니다.
Smit는 "우리는 2022년에 필요한 장비를 설치했으며 이전에는 해외에서만 수행할 수 있었던 유형의 다이아몬드 연구 작업을 남아프리카에서 수행할 수 있도록 고도로 전문화된 기술과 장비를 모으기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 대륙이 어떻게 진화하고 이동했는지 이해하려면 이러한 유형의 연구가 필요합니다. 대륙이 없으면 생명도 없습니다. 이 연구는 대륙이 어떻게 형성되었고, 어떻게 진화했으며, 지구가 다른 행성과 어떻게 다른지에 대한 통찰력을 제공합니다."라고 말했습니다.