서호주의 아가일 광산은 거의 40년 동안 자연이 선사하는 최고의 보물 중 하나였습니다. 전성기에 아가일은 지구상 어느 곳보다 더 많은 유색 다이아몬드를 생산했으며 비교할 수 없는 핑크 다이아몬드 캐시로 특히 빛나는 명성을 얻었습니다.
연구자들은 아가일의 빛나는 보석의 기원을 밝히기 위해 수십 년을 보냈습니다. 이제 과학자들은 광산의 화산암에 있는 광물의 연대를 측정함으로써 약 13억년 전에 퇴적물을 생성한 과정을 마침내 하나로 모을 수 있다고 생각합니다. 화요일에 발표된 논문에서 네이처커뮤니케이션즈팀은 초기 초대륙의 붕괴로 인해 아가일의 연어색 돌이 분쇄 깊이에서 지구 표면쪽으로 들어 올려졌다고 가정합니다.
호주 퍼스에서 북동쪽으로 2,200km 떨어진 험준한 킴벌리 지역에 위치한 아가일 광산은 한때 축구장 94개 크기의 면적을 차지했습니다. 1983년 개장부터 2020년 폐쇄까지, 보석 채굴이 더 이상 경제적으로 불가능했을 때 아가일은 8억 6500만 캐럿 이상의 다이아몬드 원석을 생산했습니다. 이 돌의 대부분은 노란색이나 갈색의 옅은 색조로 나타납니다. 그러나 사이트에 있는 다이아몬드 중 소수는 풍부한 분홍색, 보라색 또는 빨간색을 발산합니다. 거의 13캐럿에 달하는 핑크 주빌리(Pink Jubilee)를 포함하여 전 세계 핑크 다이아몬드 공급량의 90% 이상이 아가일에서 생산됩니다.
아가일에서 가장 호화로운 다이아몬드의 핑크색은 땅속 깊은 곳에서 받은 손상과 관련이 있습니다. 이번 연구의 주저자이자 퍼스 소재 커틴 대학의 지질학자인 휴고 올리에룩(Hugo Olierook)에 따르면, 이 다이아몬드는 무색으로 시작됩니다. 그러나 대륙 충돌로 인한 엄청난 지각 압력으로 인해 돌의 결정 구조가 변경되어 그 안에 숨겨진 잠재적인 색상이 드러날 수 있습니다. Olierook은 “다이아몬드는 구부러지고 비틀어지게 됩니다.”라고 말합니다. “만약 조금만 비틀면 이 다이아몬드 중 일부가 분홍색으로 변할 것입니다.” 더 비틀면 갈색이 됩니다.
아가일의 다이아몬드는 약 18억년 전 현재의 호주 서부 지역의 일부가 호주 북부 판에 부딪혀 그 지역의 암석을 뒤틀었을 때 분홍색과 갈색 색조를 띠게 되었습니다. 그러나 이것은 아가일의 기원 이야기의 일부만을 설명합니다. 대륙이 충돌했을 때 그 지역의 다이아몬드는 지구 표면에서 수백 킬로미터 아래에 있는 맨틀에 묻혔습니다. 결정이 표면에 더 가까웠다면 탄소 원자가 다른 구조로 압축되어 반짝이는 다이아몬드에서 짙은 회색 흑연 덩어리로 변했을 것입니다.
우리 행성의 맨틀에서 녹은 다이아몬드를 끌어올리려면 화산이 필요했습니다. Olierook은 “그들을 표면으로 끌어올리려면 일종의 구조적 방아쇠가 필요합니다.”라고 말합니다. 용융물이 증가함에 따라 이산화탄소와 증기가 팽창하여 마치 샴페인 코르크를 터뜨리는 것과 같은 분출을 촉발합니다. 아가일(Argyle)에서 이러한 폭발은 모래와 바닷물이 램프로이트(Lamproite)라고 불리는 화산암과 상호 작용하는 해변에서 발생했을 가능성이 높습니다.
폭발이 언제 발생했는지 확인하기 위해 팀은 아가일 화산암의 얇은 부분 두 개를 잘라서 아주 작은 너비로 연마했습니다. 연구원들은 현미경으로 샘플의 광물 구성을 분석하여 아가일의 고대 해변에서 모래 알갱이를 정확히 찾아내고 거기에 포함된 방사성 원소의 도움으로 연대를 알아낼 수 있었습니다. 가장 어린 모래 알갱이의 연대를 측정함으로써 과학자들은 해변이 용암에 묻힌 시기를 추정할 수 있었습니다. 그들은 또한 마그마가 해변 모래의 석영과 융합될 때 암석에 형성된 티타나이트 광물의 연대를 결정하기 위해 작은 레이저를 사용했습니다.
가장 어린 모래 알갱이와 가장 오래된 티타나이트 결정의 나이를 비교함으로써 연구원들은 아가일의 폭발이 13억년에서 12억6천만년 전에 발생했다고 추정할 수 있었습니다. 이 연령대는 이전 추정치보다 나이가 많아 Olierook과 그의 동료들을 놀라게 했습니다. “우리는 베팅 풀을 운영하고 있었는데 아무도 1,300을 얻지 못했습니다. [million years]”라고 그는 말합니다. “그것은 유리가 깨지는 순간 중 하나였습니다.”
그 폭발 시기는 최초의 초대륙 중 하나인 누나(Nuna)가 쪼개졌던 지구 구조 역사의 변동적인 시기와 일치합니다. 팀은 이러한 불안정성이 현재 아가일이 위치한 대륙 경계를 따라 이음새를 다시 열었을 수 있다고 가정합니다. 이는 차례로 다이아몬드를 함유한 용융물을 표면으로 가져오는 화산 활동을 촉발시켜 아가일의 광대한 다이아몬드 퇴적물을 생성했습니다.
새로운 시간 추정치는 아가일 화산 폭발을 이해하는 데 중요한 맥락을 더해준다고 미국보석연구소(Gemological Institute of America)에서 연구원으로 다이아몬드 지질학을 연구하고 있지만 이번 연구에는 참여하지 않은 에반 스미스(Evan Smith)는 말했다. “아가일의 이전 연령 제한은 더 어렸으며 더 넓은 지질학적 맥락에서 폭발의 틀을 잡는 방법이 훨씬 덜 명확했습니다.”라고 Smith는 말합니다. 그는 새로운 연구가 이러한 “분출은 고립되고 무작위로 마그마가 터지는 것이 아니라 전체 대륙에 영향을 미치는 더 큰 과정과 관련이 있다”는 흥미로운 증거를 추가한다고 생각합니다.
Olierook은 유사한 사건이 전 세계의 다른 대륙 경계에서도 발생했을 수 있다고 생각합니다. 대부분의 다이아몬드 함유 퇴적물은 암석이 노출된 대륙판의 중앙에서 발견됩니다. 이것이 아가일을 특이치로 만듭니다. 광산이 처음 발견되었을 때 대부분의 지질학자들은 고대 산악지대에 의해 종종 융기되어 토양과 모래 밑에 묻혀 있는 대륙판 경계를 따라 다이아몬드를 찾는 것이 쓸데없다고 생각했습니다.
이 지역의 보석 채굴은 여전히 어렵지만 Olierook은 원석에서 발견되는 다이아몬드가 많이 있다고 믿습니다. “나는 그들 모두가 일종의 유색 다이아몬드를 보유할 것이라고 생각합니다”라고 그는 말합니다. “모두 갈색일 수도 있지만, 약간의 운이 좋으면 거기에 분홍색이 몇 개 있을 수도 있습니다.”
