Một nghiên cứu đột phá từ Viện Địa hóa Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc tiết lộ cách các carbonat bị hút chìm sâu ảnh hưởng đến trạng thái oxy hóa khử của lớp phủ Trái đất. Được công bố trên tạp chí Science Advances, nghiên cứu nêu bật vai trò của các carbonat này trong sự hình thành kim cương dưới lớp vỏ thạch quyển và sự tiến hóa của craton.
Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng các điều kiện ở độ sâu từ 250 đến 660 km. Các thí nghiệm của họ cho thấy các chất nóng chảy carbonatit từ các mảng bị hút chìm tương tác với các loại đá lớp phủ chứa sắt kim loại. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng trong môi trường mát hơn, "không có cột nhiệt", các chất nóng chảy carbonatit giảm, tạo thành kim cương bất động giúp ổn định craton.
Ngược lại, trong các điều kiện nóng hơn, chịu ảnh hưởng của cột nhiệt, các chất nóng chảy carbonatit oxy hóa lớp phủ. Quá trình oxy hóa này làm suy yếu lớp vỏ thạch quyển, có khả năng gây ra sự phân lớp, nâng lên và hoạt động núi lửa. Giáo sư YU Wang cho biết: “Trạng thái oxy hóa khử của lớp phủ sâu là một yếu tố quan trọng kiểm soát cách các chất dễ bay hơi, chẳng hạn như carbon, luân chuyển giữa bề mặt Trái đất và bên trong nó”.
Bằng cách so sánh các khoáng chất thử nghiệm với các vùi kim cương tự nhiên từ các craton ở Châu Phi và Nam Mỹ, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các dấu hiệu oxy hóa khử khác biệt. Những biến thể này xác định xem carbon bị hút chìm tạo thành kim cương ổn định hay gây mất ổn định lớp vỏ thạch quyển. Những phát hiện này nâng cao hiểu biết của chúng ta về khả năng lưu trữ và di chuyển carbon sâu.
Nghiên cứu cũng có ý nghĩa đối với việc giải thích tuổi hình thành kim cương và dự đoán sự ổn định của craton. Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc, cùng với các chương trình khác. Nó cung cấp những hiểu biết mới về chu trình carbon sâu của Trái đất và tác động của nó đối với các quá trình địa chất.