Yerkuremizdeki kıtaların; yıkıcı tektonik faaliyetler karşısında yaşamı boyunca ayakta kalabilmiş olması, gezegenimizde biyolojik yaşamın ortaya cıkması icin onemli bir jeolojik zemin hazırlar. Kıtaların bu denge durumu, kara parcalarına yuzeyin altından eklemlenerek onları tutan mantoya bağlıdır.
Carnegie, Amerikan Gemoloji Enstitusu ve Alberta Universitesi ’nden bir grup jeoloji uzmanı araştırmacı; mantoların batmayan bolumlerinin, bazı kıtaların nasıl yaşam boyu uzun vadeli bir denge sağlayacak şekilde kalınlaştığını ortaya cıkarmak icin elmasların kullanılabileceğini gosterdiler..
Bu hafta Science ’da cıkan makalenin baş yazarı olan Amerikan Gemoloji Enstitusu ’nden Karen Smit, “Belirli bir kıta inşa surecine kanıt sağlamak adına, kendi yolunu yapıp mantonun ve sonunda elmasın icine girmiş olan antik yanardağlardaki sulfuru takip etmenin bir yolunu bulduk” dedi.
“Tekniğimiz, Batı Afrika kıtasını oluşturan jeolojik aktivitenin, manto icine batmış okyanus kabuğuna bağlı tektonik tabaka hareketinden kaynaklandığını gosteriyor.”
Parmaklarımızda taşıdığımız tarih
Elmaslar mucevher koleksiyoncuları ya da kadınlar tarafından ilgi gorebilirler. Ancak bunlar gercek jeoloğun en iyi arkadaşıdırlar.
Bir elması mucevher olarak değerli kılan şeyler, buyukluğu, saflığı ve kesimindeki sanattır. Ancak bir jeolog icin durum bundan cok farklı. Elmaslar yeryuzunun derinliklerinden geldikleri icin, bir elmasın icinde sıkışıp kalmış olan -ve genellile mucevher ticaretinde istenmeyen- minik mineral taneleri ve molekuler safsızlıklar, bize; onlar ve oluştukları koşullar hakkında bizlere paha bicilemez bilgiler verebilir.
Bu nedenle Carnegie ’den makalenin ortak yazarı olan Steve Shirey, “Bu şekilde elmaslar, dunyanın derinliklerinden gelen mineralojik elciler gibi davranıyorlar” dedi.
Doğumdaki gizem
Yuzeyin altında 93 ila 124 mil -yani yaklaşık 150 ila 200 kilometre- derinlikteki manto omurgası adı verilen jeolojik oluşumlar, karasal kabuk icin dengeleyici gorevi gorur. Kıtaların, yuzey kara kutlelerini dunyanın amansız ve yıkıcı tektonik faaliyetlerine karşı koruyabilmeleri ve boylece sağlam ve batmaz şekilde ayakta durabilmeleri icin, bunları oluşturan malzemelerin yeterince kalın, denge durumunda ve soğuk olması gerekir.
Steve Shirey, “Bu gizemi cozmek, kıtaların mevcut enkarnasyonlarında nasıl var olduklarını ve aktif bir gezegende nasıl hayatta kaldıklarını anlamak icin anahtardır” dedi. “Burası, tektonik olarak aktif olan bildiğimiz tek kayalık gezegen olduğu icin, kıtalarımızın nasıl oluştuğunun jeolojisini anlamak, dunyayı yaşanabilir kılan şeyin ayırt edilmesi adına cok onemli bir parca” dedi.
Bilim insanları bugun kıtaların oluşumuyla ilgili 2 ana akım goruşe sahip. Bunlardan ilki; “yiv acma” denilen, tektonik bir tabakanın diğerinin altına doğru kaydığı zaman, okyanus tabakalarının yeryuzunun derinliklerine doğru batarak bir alt kalıp oluşturması sureci ile kıtaların şekillendiğini duşunuyor.
Diğer goruş ise; kıta omurgalarının, dunyadaki sıcak magma yığınlarının derinden yukseldiği dikey bir surecle yaratıldığı inancından.
Bu tartışmayı cozmek icin, bir manto omurgasının yapısal kaynağının; yuzey tabakalarından mı, yoksa daha derin bir manto materyalinde mi geldiği tespit edebilecek bir jeokimyasal arac gereklidir. Neyse ki manto omurgası elmas oluşumu icin oldukca ideal cevresel koşullara sahiptir. Bu da aradığımız jeokimyasal aracın elması olduğu anlamına geliyor. Bilim insanları manto omurgasında oluşan elmasların icindeki katkıları inceleyerek, bir manto omurgasının kaynağını ortaya cıkarabilirler. Boylelikle yerkurenin zorlu koşullarına rağmen uzun yıllardır bizlere ev sahipliği yapan kıtaların, doğum ve yaşayışlarını anlayabilmiş olacağız.
Tarihin hapishanesi İcinde sulfur katkılı mineraller bulunan, Sierra Leone ’den cıkarılan ham elmas.
“Fotoğraf: Amerikan Gemoloji Enstitusu” Araştırma ekibinin Sierra Leone ’de cıkarılan elmaslardaki sulfur zengin mineraller (sulfurler) uzerinde yaptığı analizler, bolgenin tarihi boyunca iki buyuk olay yaşadığını işaret ediyor.
Ekip bu belirlemeyi yapmayı başardı, cunku orneklerdeki sulfur mineral tanelerinin kimyası; yalnızca 2.5 milyar yıldan daha uzun bir sure once -oksijen gezegenimizin atmosferinde henuz bu kadar bol değilken- dunya yuzeyinden gelen numunelerde gorulen kimyasal izlerle aynıydı. Bu sonu da, bu mineral katkılarındaki kukurtun bir zamanlar dunya yuzeyinde var olması gerektiği ve daha sonra yutma yoluyla manto icine cekildiği anlamına gelmektedir.
Ekibin bu elmasları Botswana ’dan gelen diğer orneklerle karşılaştırması, benzer omurga oluşumu kanıtları elde etmelerini sağladı.
Ancak bununla beraber Kuzey Kanada ’dan cıkarılan elmaslarla yapılan karşılaştırma, aynı kukurt kimyası izlerini gostermedi. Bu da manto omurgasının bu bolgedeki yuzey malzemesini icermeyen bir şekilde ortaya cıktığını gosteriyor.
Cevabı bilemesek de cevabın doğruluğunu sorgulayabiliyoruz DCO; jeologlar, kimyagerler, fizikciler ve biyologlar dahil olmak uzere multidisipliner bir grup bilim insanını bir araya getirerek; derin karbon dongusunun dunyamızı nasıl yonlendirdiğini araştırmak icin Alfred P. Sloan Vakfı ’nın desteğiyle kurulmuş uluslararası bir organizasyondur. Ekibin bulguları, Batı Afrika kıtasının altındaki manto omurgasının kalınlaşması ve dengesini korumasının; mantonun bu kısmının batan okyanus taban malzemesiyle carpışması sonucu ezilmesiyle meydana geldiğini gostermektedir. Bu omurga kalınlaştırma ve kıta stabilizasyonu yontemi, Kuzey Kanada ’nın orneğinde omurgayı oluşturmaktan sorumlu değildir. Kanada elmaslarındaki sulfur mineralleri ile ilgili bulgular, araştırmacılara bu omurganın nasıl oluşmadığını soylemekle birlikte, nasıl oluştuğunu ise soylememektedir.
Araştırmacı Smit, “Calışmamız, elmaslardaki sulfit kalıntılarının, kıta inşası sureclerini araştırmak icin guclu bir arac olduğunu gostermektedir.” dedi.
Bu calışma GIA, Alberta Universitesi, NSF ve Carnegie tarafından desteklenmiştir. Proje Derin Karbon Gozlemevi ’ne (Deep Carbon Observatory) bir katkıdır.

Calışmanın orijinaline aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.
Karen V. Smit, Steven B. Shirey, Erik H. Hauri, Richard A. Stern. Sulfur isotopes in diamonds reveal differences in continent construction. Science, 2019 DOI: 10.1126/science.aaw9548