De Jordens mantel är så innerst inne, vi har aldrig kunnat borra genom jordskorpan för att prova den. Vi har bara indirekta sätt att lära oss om det. Detta är en annan typ av geologi än de flesta vet om. Det är som att studera en bilmotor utan att kunna öppna huven, men vi har några verkliga prov därifrån.
Du vet att en diamant är en hård, tät form av rent kol. Fysiskt finns det ingen hårdare substans, men kemiskt sett är diamanter ganska bräckliga. Mer exakt är diamant en metastabila mineral vid ytförhållanden. Experimentet visar att det inte kan bildas förutom under förhållanden som finns minst 150 kilometer djupt i manteln under antika kontinenter. Ta dem lite ovanför dessa djup, och diamanter vänder snabbt till grafit. På ytan kan de tåla i vår milda miljö, men inte någonstans mellan här och deras djupa födelseort.
Diamantutbrott
Skälet till att vi har diamanter är att de korsar det avståndet snabbt, på bara en dag eller så, i mycket märkliga utbrott. Bortsett från påverkan från yttre rymden är dessa utbrott troligen de mest
oväntat händelser på jorden. Vissa magmor på extrema djup hitta en öppning och rusa uppåt, grävande genom olika stenar när de går. Koldioxidgas kommer ut ur lösningen när magma stiger, precis som sodavand, och när magmaen slutar punktera jordskorpan exploderar den i luften med flera hundra meter per sekund.Vi har aldrig sett något diamantutbrott; den senaste, i Ellendale Diamond Field, verkar ha varit i Australien i Miocenen, för cirka 20 miljoner år sedan. Geologiskt sett har de varit sällsynta för ungefär en miljard år sedan. Vi vet om dem från de bottenlösa pluggarna av stelnat mantelberg som de lämnar efter sig, kallade kimberlites och lamproites, eller bara "diamantrör." Vissa av dessa finns i Arkansas, i Wisconsin, och i Wyoming, bland andra platser runt om i världen med mycket gammal kontinental skorpa.
Inklusioner och xenolit
En diamant med en fläck inuti, värdelös för juveleraren, är en skatt för geologen. Den fläcken, en integration, är ofta ett perfekt exempel på manteln, och våra verktyg är tillräckligt bra för att extrahera massor av data från den. Vissa kimberlites, har vi lärt oss under de senaste två decennierna, levererar diamanter som verkar ha kommit från 700 kilometer och djupare, helt under den övre manteln. Beviset ligger i inneslutningarna, där mineraler bevaras som bara kan bildas på dessa ohörda djup.
Dessutom, tillsammans med diamanter kommer andra exotiska bitar av mantelrock. Dessa stenar kallas xenolit, ett stort Scrabble-ord som betyder "främling-sten" på vetenskapligt grekiskt.
Vad xenolitstudier kort berättar för oss är att kimberliter och lamproiter kommer från mycket gammal havsbotten. Bitar av havskorpa för 2 och 3 miljarder år sedan, dras under tidens kontinenter genom subduktion, har satt sig där i över en miljard år. Den jordskorpan och dess vatten och sediment och kol har sjunkit till en högtrycksgryta, en röd het buljong som i diamantrör burps tillbaka upp till ytan som smaken av kvällens tamales.
Havsbotten har underkastats under kontinenterna nästan så långt tillbaka i tiden som vi kan berätta, men diamantrör är så sällsynta, det måste vara så att nästan all subdukterad skorpa smälts i mantel.