عجیب ترین راز از با ارزش‌ترین سنگ دنیا فاش شد!
به نقل از شمانیوز؛ استفاده از شبیه سازهای ابررایانه ای بسیار دقیق برای شبیه سازی حرکات زمین شناسی زمین، پیامدهای عمده ای برای معدنکاری صنعتی خواهد داشت.
الماس ها عموماً طی میلیاردها سال در فاصله 160 کیلومتری از سطح پوسته زمین تشکیل می شوند و در فوران کیمبرلیت (نوعی سنگ آذرین) به سطح پوسته زمین پرتاب می شوند.
برای دهه‌ها، دانشمندان در مورد موتورهای زمین‌شناسی که گرما را از هسته زمین به سطح آن منتقل می‌کنند و باعث این فوران‌ها می‌شوند، تردید داشتند. اکنون در مطالعات جدید از مدل های ژئودینامیکی طراحی شده توسط ابررایانه ها استفاده می کنند که فعالیت فوران های کیمبرلیت را در 200 میلیون سال گذشته با دقت بسیار بالایی ثبت کرده اند.
الماس چگونه تشکیل می شود؟
سه چیز برای تشکیل یک الماس لازم است: فشار، گرما و زمان زیاد. این سه عامل به راحتی در لایه گوشته زمین (لایه ای به نام سوپ داغ زمین که بین هسته زمین و پوسته زمین قرار دارد) یافت می شوند، اما اگر این سنگ های قیمتی در عمق 100 مایلی از سطح زمین تشکیل شوند، چگونه می توان معادن روی سطح زمین استخراج شوند و جواهرات فروشی ها در سرتاسر جهان در حال ظهور هستند؟
برای دهه‌ها، دانشمندان می‌دانستند که فوران‌های آتشفشانی یک سنگ آذرین به نام کیمبرلیت احتمالاً حاوی الماس در ماتریس سنگ خود است و نقاط داغ فوران‌های کیمبرلیت را می‌توان در آفریقای جنوبی، آمریکای شمال شرقی، سیبری و دیگر نقاط جهان یافت. در یک پدیده آتشفشانی، الماس اساساً به سطح زمین پرتاب می شود. اما موتوری که باعث این فوران می شود و این مواد را به سطح زمین می آورد چیست؟
آشنایی با ستون های حرارت
محققان دانشگاه ولونگونگ استرالیا به بررسی حرکات زمین شناسی زمین در چند میلیارد سال گذشته پرداختند تا چگونگی عملکرد کیمبرلیت ها در داخل گوشته زمین را بررسی کنند. آنها سازه هایی به نام «ستون های حرارتی» را کشف کردند که 2900 کیلومتر زیر سطح زمین امتداد دارند و ریشه هایشان درست بالای هسته زمین است. (این ایده اولین بار در دهه 1970 مطرح شد) و نتایج این مطالعه ماه گذشته در مجله Nature Geoscience منتشر شد.
نویسندگان این مقاله گفتند: “ما حرکت رو به بالا گرما را از هسته زمین محاسبه کردیم و دریافتیم که برونزدهای وسیع گوشته یا “ستون های گرمایی” عمیق ترین قسمت زمین را به سطح آن متصل می کند. “مدل سازی ما نشان می دهد که این ستون ها گرمای زیر کیمبرلیت‌ها را فراهم می‌کند و بیشترین فوران‌های کیمبرلیت را در ۲۰۰ میلیون سال گذشته به‌حساب می‌آورد.
محققان با استفاده از ابررایانه‌های مرکز ملی زیرساخت‌های محاسباتی در کانبرا، استرالیا (که همچنین به محققان در کشف اسرار هسته درونی زمین در ماه آوریل کمک کرد) مدل‌های ژئودینامیکی برای ثبت حرکات دقیق صفحات تکتونیکی زمین و فوران کیمبرلیت شناسایی شده و در همه جای دنیا از آن بهره بردند.
این مدل‌ها فوران‌های آفریقا، روسیه و برزیل و فوران‌های کیمبرلیت شناسایی‌شده در ایالات متحده و کانادا را به‌طور دقیق توضیح دادند. در توضیح دقیق‌تری از تفاوت فوران‌های آمریکای شمالی با سایر فوران‌ها، محققان این احتمال را بررسی کردند که برخی فوران‌های کیمبرلیت توسط فرآیند دیگری به نام فرورانش صفحه به جای توده‌های گرمایی ایجاد شده‌اند.
این مدل همچنین فوران های کشف نشده کیمبرلیت در شرق قطب جنوب و کراتون یلگارن در غرب استرالیا را پیش بینی کرد.
این شبیه سازی به بشریت خدمات می دهد
استفاده از شبیه سازهای ابرکامپیوتری بسیار دقیق برای شبیه سازی حرکات زمین شناسی زمین پیامدهای بسیار بزرگی در معدنکاری صنعتی خواهد داشت. این مدل‌های ژئودینامیکی به شناسایی مناطق غنی از الماس و موقعیت جغرافیایی فوران‌های کیمبرلیت در آینده کمک می‌کنند، در حالی که مناطق حاوی کبالت و نیکل (مواد معدنی مورد نیاز برای تامین انرژی سبز بشریت) و همچنین فلزات خاکی کمیاب را شناسایی می‌کنند.
درک نحوه عملکرد موتور زمین شناسی زمین که زیر پای ما قرار دارد به روشن شدن گذشته سیاره ما کمک می کند و همچنین آینده انسان ها را تضمین می کند.
