पृथ्वी के केंद्र से फूटते हीरों के फव्वारे महामहाद्वीपों के खोए हुए इतिहास को उजागर कर रहे

86 मिलियन वर्ष पहले क्रेटेशियस के धुंधलके में, अब दक्षिण अफ़्रीका में एक ज्वालामुखीय दरार से जीवन अस्त-व्यस्त हो गया। सतह के नीचे, सैकड़ों मील नीचे से मैग्मा उतनी ही तेजी से ऊपर की ओर बढ़ता है जितनी तेजी से ऑटोबान पर एक कार - यदि वह कार ठोस चट्टान से गुजर रही हो - चट्टानों और खनिजों को चबाती है और उन्हें रिवर्स हिमस्खलन में सतह की ओर ले जाती है।

सतह पर यह कैसा दिखता था यह इतिहास में खो गया है, लेकिन यह माउंट वेसुवियस के विस्फोट जितना नाटकीय हो सकता है। इसने अपने पीछे जो कुछ छोड़ा वह निचली, घिसी-पिटी सफेद पहाड़ियों के नीचे गाजर के आकार की, आग्नेय-चट्टान से भरी नलियों की एक श्रृंखला थी।

1869 में, एक चरवाहे द्वारा पास के नदी तट पर एक विशाल, चमकदार चट्टान की खोज ने इस साधारण परिदृश्य को बदनाम कर दिया। चट्टान एक विशाल हीरा था जिसे अंततः अफ्रीका के स्टार के रूप में जाना जाएगा, और सफेद पहाड़ियों ने किम्बरली खदान को छिपा दिया, जो दक्षिण अफ्रीका के हीरे की भीड़ का केंद्र था और संभवतः पृथ्वी पर हाथ से खोदा गया सबसे बड़ा छेद था।

किम्बर्ली खदान के लिए धन्यवाद, जिसे अक्सर "द बिग होल" कहा जाता है, जिन संरचनाओं में हीरे पाए जाते हैं उन्हें अब किम्बरलाइट्स के रूप में जाना जाता है। ये संरचनाएं यूक्रेन से लेकर साइबेरिया से लेकर पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया तक दुनिया भर में फैली हुई हैं, लेकिन वे अपेक्षाकृत छोटी और दुर्लभ हैं। जो चीज़ उन्हें विशेष बनाती है वह यह है कि उनका मैग्मा बहुत गहराई से आता है। वास्तव में कितनी गहराई के बारे में अभी भी प्रश्न हैं, लेकिन वे गर्म, संवहन मेंटल की सीमा पर महाद्वीपों के आधार के नीचे से उत्पन्न होने के लिए जाने जाते हैं। कुछ की उत्पत्ति ऊपरी और निचले मेंटल के बीच संक्रमण पर और भी अधिक गहराई में हो सकती है।

इस प्रकार, ये मैग्मा बहुत गहरी, बहुत प्राचीन चट्टान में घुस जाते हैं, और वे अन्य प्रक्रियाओं के साथ बातचीत करते हैं जो केवल पृथ्वी की गहराई में होती हैं - अर्थात् हीरे का निर्माण। सादे-पुराने कार्बन को कठोर, चमकदार हीरे में क्रिस्टलीकृत करने के लिए बहुत अधिक दबाव की आवश्यकता होती है, इसलिए ये रत्न कम से कम 93 मील (150 किलोमीटर) नीचे, स्थलमंडल की सबसे गहरी परतों में बनते हैं, जो क्रस्ट और अपेक्षाकृत कठोर ऊपरी मेंटल के लिए वैज्ञानिक शब्द है। कुछ, जिन्हें सब-लिथोस्फेरिक हीरे के रूप में जाना जाता है, लगभग 435 मील (700 किमी) तक और भी गहरे बने होते हैं। किम्बरलाइट्स, सतह पर अपनी विस्फोटक यात्राओं पर, हीरे पकड़ते हैं और उन्हें ऊपरी परत में खींचते हैं, जिससे वे अपेक्षाकृत सुरक्षित रहते हैं और कभी-कभी मेंटल से ही तरल पदार्थ की जेब भी भर लेते हैं।

शोधकर्ता लंबे समय से जानते हैं कि जैसे ही टेक्टोनिक प्लेटें एक दूसरे के नीचे पीसती हैं, वे सतह से कार्बन को गहराई तक खींचती हैं जहां यह हीरे में क्रिस्टलीकृत हो सकता है। अब, वे यह देखना शुरू कर रहे हैं कि जो नीचे जाता है उसे (कभी-कभी) ऊपर आना ही चाहिए, और कार्बन का यह पुनः प्रकट होना - जिसे अब चमकदार रत्नों में दबाया जाता है - भी टेक्टोनिक प्लेटों की गतिविधियों से जुड़ा हुआ है। विशेष रूप से, जब सुपरकॉन्टिनेंट टूटते हैं तो हीरे फूटने लगते हैं।

"हालांकि ये अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं, हीरे और किम्बरलाइट मिलकर हमें सुपरकॉन्टिनेंट समय के जीवन चक्र के बारे में सूचित कर सकते हैं," स्विट्जरलैंड में बर्न विश्वविद्यालय के भूविज्ञानी सुजेट टिमरमैन ने कहा, जो हीरे का अध्ययन करते हैं।

सतह पर आ रहा है
किसी ने भी प्रत्यक्ष रूप से किम्बरलाइट विस्फोट नहीं देखा है। पिछले 50 मिलियन वर्षों में बहुत कम विस्फोट हुए हैं, और सबसे हालिया संभावित विस्फोट, तंजानिया की इग्विसी पहाड़ियों में, 10,000 साल पहले हुआ था। इतना ही नहीं, बल्कि किम्बरलाइट में मुख्य सामग्री, खनिज ओलिवाइन, सतह पर तेजी से नष्ट हो जाता है, ऑस्ट्रेलिया में कर्टिन विश्वविद्यालय के एक शोध साथी ह्यूगो ओलीरूक ने कहा।

इससे किम्बरलाइट्स का अध्ययन चुनौतीपूर्ण हो जाता है। उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक उलझन में हैं, मेंटल में पिघली हुई चट्टान के मूल स्रोत के रसायन विज्ञान के बारे में, साथ ही किम्बरलाइट्स कैसे महाद्वीपों के मोटे आंतरिक हिस्सों - जिन्हें भूवैज्ञानिक "क्रैटन" कहते हैं, के स्थिर कोर के माध्यम से छेद करने का प्रबंधन करते हैं। आमतौर पर व्यवधान का विरोध करते हैं।

हाल के कुछ अध्ययन इस बात की नई व्याख्या प्रस्तुत कर रहे हैं कि ऐसा क्यों होता है। पहला सुराग है टाइमिंग. कनाडा में ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय के ज्वालामुखी विज्ञानी केली रसेल ने कहा, यह लंबे समय से देखा गया है कि किम्बरलाइट गतिविधि की तरंगें सुपरकॉन्टिनेंट के टूटने के अनुमानित समय से मेल खाती हैं। नॉर्वे की आर्कटिक यूनिवर्सिटी के भू-वैज्ञानिक सेबस्टियन टप्पे के नेतृत्व में 2018 के एक अध्ययन में समय के इस संयोग पर वैश्विक नजर डाली गई और पाया गया कि: लगभग 1.2 अरब वर्षों में सुपरकॉन्टिनेंट नूना के टूटने के आसपास किम्बरलाइट विस्फोटों में वृद्धि हुई थी। पहले से 1 अरब साल पहले तक।

2018 के शोध के अनुसार, 600 मिलियन से 500 मिलियन वर्ष पहले एक और पल्स हुई थी, जो सुपरकॉन्टिनेंट रोडिनिया के टूटने के साथ मेल खाती थी, इसके बाद 400 मिलियन और 350 मिलियन वर्ष पहले एक छोटी पल्स आई। लेकिन सबसे प्रचुर अवधि, जो सभी ज्ञात किम्बरलाइट्स का 62.5% है, 250 मिलियन से 50 मिलियन वर्ष पहले के बीच हुई थी। यह सीमा सुपरकॉन्टिनेंट पैंजिया के टूटने के साथ मेल खाती है। कुछ शोधकर्ताओं के लिए, यह सुझाव देता है कि किम्बरलाइट विस्फोट के लिए सुपरकॉन्टिनेंट चक्र महत्वपूर्ण हैं।

"इन हीरों को प्राप्त करने के लिए इन महाद्वीपों का टूटना मौलिक है

हालाँकि, पेचीदा सवाल यह है कि ऐसा कैसे होता है। किम्बरलाइट प्राप्त करने के लिए, दो प्रमुख तत्व हैं: तरल पदार्थ से भरपूर गहरी, पिघली हुई चट्टान, और एक महाद्वीपीय व्यवधान जो उस पिघल को सतह पर ला सकता है। कोई नहीं जानता कि किम्बरलाइट के पिघलने का कारण क्या है, लेकिन किम्बरलाइट का रसायन उस मेंटल चट्टान से बहुत अलग है जिससे यह पिघलता है। किम्बरलाइट्स पानी और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे वाष्पशील पदार्थों से भी समृद्ध हैं, जो उन्हें इतना उत्साही और उच्च-वेग बनाता है। वे परत में से ऐसे निकलते हैं जैसे शैंपेन एक बिना ढक्कन वाली बोतल से होकर 83 मील प्रति घंटे (134 किमी/घंटा) की रफ़्तार से निकल रही हो। तुलना के लिए, हवाई जैसे स्थानों में ज्वालामुखियों से निकलने वाले मैग्मा की अधिकतम गति लगभग 13.5 मील प्रति घंटे (21.7 किमी/घंटा) होती है।

अगस्त 2023 के एक अध्ययन में यह पता लगाने के लिए कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग किया गया कि किम्बरलाइट्स महाद्वीपों के घने दिलों को कैसे तोड़ सकते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि दरार पड़ने की प्रक्रिया, जिसमें महाद्वीपीय परत अलग हो जाती है, महत्वपूर्ण थी। खिंचाव से महाद्वीप की सतह और आधार दोनों पर चोटियाँ और घाटियाँ बनती हैं। आधार पर, ये दांतेदार किनारे गर्म मेंटल सामग्री को ऊपर उठने देते हैं, और फिर ठंडा होकर गिरते हैं, जिससे भंवर बनते हैं। ये भंवर महाद्वीपों के आधार से सामग्री को मिलाते हैं, जिससे झागदार, उत्प्लावन किम्बरलाइट्स बनते हैं, जो फिर सतह की ओर बढ़ सकते हैं, और अपने रास्ते में आने वाले किसी भी हीरे को अपने साथ ले जा सकते हैं।

यह प्रक्रिया वहीं शुरू हुई जहां महाद्वीप अलग हो रहा था, लेकिन मॉडलिंग से पता चला कि एड़ी के गठन के इन दांतेदार क्षेत्रों ने क्रेटन पर पड़ोसी क्षेत्रों को अस्थिर कर दिया, जिससे महाद्वीपीय आंतरिक भाग के करीब और करीब समान गतिशीलता पैदा हुई। इसका परिणाम यह हुआ कि किम्बरलाइट विस्फोट का एक पैटर्न दरार क्षेत्र के पास से शुरू हुआ लेकिन धीरे-धीरे स्थिर क्रस्ट के क्षेत्रों में फैल गया। अध्ययन का नेतृत्व करने वाले ब्रिटेन के साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के भूविज्ञानी थॉमस गर्नॉन ने कहा, यह धीमी गति बताती है कि क्यों किम्बरलाइट पल्स एक बड़े ब्रेक के शुरू होने के कुछ समय बाद तक चरम पर नहीं पहुंचती है।

उन्होंने कहा, "आप देखेंगे कि किम्बरलाइट्स की ये चोटियाँ बड़े महाद्वीपों के टूटने के बाद घटित होती दिख रही हैं।" "लेकिन यह केवल एक बार हिट होने वाली चीज़ नहीं है; यह कुछ ऐसी चीज़ है जो सुपरकॉन्टिनेंट के टूटने के बाद काफी लंबे समय तक चल सकती है।"

टप्पे ने कहा, किम्बरलाइट्स महाद्वीपों के आधार पर काफी आम हो सकते हैं, जिनका किम्बरलाइट्स और सुपरकॉन्टिनेंट ब्रेकअप पर 2018 का अध्ययन गर्नन के समान निष्कर्ष पर आया था। टप्पे और उनकी टीम ने पाया कि ये पिघलने विशेष रूप से पैंजिया के टूटने के दौरान प्रमुख रहे होंगे, क्योंकि मेंटल, जो पृथ्वी के जमने के बाद से धीरे-धीरे ठंडा हो रहा है, लगभग 250 मिलियन वर्ष पहले किम्बरलाइट-प्रकार के पिघलने के लिए बिल्कुल सही तापमान पर पहुंच गया था। उस अवधि से पहले, उस क्षेत्र की चट्टानें पिघली हुई और अस्थिर सामग्री के उस संयोजन को प्राप्त करने के लिए बहुत गर्म रही होंगी जो किम्बरलाइट्स को इतना विस्फोटक बनाती हैं। यह एक कारण हो सकता है कि अधिकांश किम्बरलाइट हीरे की खदानें पैंजिया के टूटने के समय की हैं।

हीरे में संदेश
जैसा कि नीरस, सफेद पहाड़ियाँ जो कभी किम्बर्ली खदान को कवर करती थीं, प्रमाणित करती हैं, किम्बरलाइट्स स्वयं उस आवरण के बारे में बहुत कुछ नहीं कह सकते हैं जहाँ उनकी उत्पत्ति हुई थी। वे कुछ ही वर्षों में ख़त्म हो जाते हैं, और जो चीज़ उन्हें रासायनिक स्तर पर दिलचस्प बनाती है, उसमें से बहुत कुछ खो देते हैं। हालाँकि, किम्बरलाइट्स के भीतर ले जाए गए हीरे एक अलग कहानी है। उनके अपने स्वयं के निर्माण इतिहास हैं जो किम्बरलाइट मैग्मा के निर्माण से मेल नहीं खाते हैं। लेकिन सतह से सैकड़ों मील नीचे उनकी आकस्मिक मुलाकात का मतलब है कि मेंटल के टुकड़े जो अन्यथा कभी दिन का उजाला नहीं देख पाएंगे, मानव हाथों तक पहुंच सकते हैं।

ये टुकड़े हीरे के बनने के समय से तरल पदार्थ की सूक्ष्म जेबें हैं। इनमें से कई "समावेशन" सैकड़ों लाखों वर्ष पुराने हैं, जबकि कुछ नमूने अपनी उम्र अरबों में गिनते हैं। साथ ही, इनमें से कुछ हीरे मेंटल में बहुत गहराई तक बने होते हैं, इसलिए कुछ पत्थर मेंटल और कोर के बीच की सीमा तक नीचे से भी सामग्री ले जा सकते हैं।

ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय में हीरे की खोज की प्रोफेसर माया कोप्पलोवा ने कहा, "केवल किम्बरलाइट्स में हम 400 किलोमीटर [250 मील] से, यहां तक कि 2,000 किलोमीटर [1,200 मील] नीचे से आने वाले नमूनों को देख सकते हैं।" "पृथ्वी पर कोई अन्य मैग्मा ऐसा नहीं करता है।"

जबकि हीरों का विस्फोट सुपरकॉन्टिनेंट के टूटने की कहानी का पता लगा सकता है, उनका गठन यह भी संकेत दे सकता है कि महाद्वीप कैसे एक साथ आते हैं। नेचर जर्नल में अक्टूबर 2023 में प्रकाशित एक अध्ययन में, टिमरमैन ने ब्राजील और गिनी के हीरों का अध्ययन किया जो 186 से 434 मील (300 से 700 किमी) की गहराई के बीच बने थे। हीरों के भीतर द्रव समावेशन की गणना करके, टिमरमैन और उनके सहयोगियों ने अनुमान लगाया कि हीरे लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले बने थे, जब सुपरकॉन्टिनेंट गोंडवाना का निर्माण हो रहा था। टिमरमैन ने लाइव साइंस को बताया कि हीरे शायद महाद्वीप के आधार पर चिपक गए और सहस्राब्दियों तक वहीं पड़े रहे, जब तक कि क्रेटेशियस काल के दौरान गोंडवाना टूट नहीं गया और किम्बरलाइट्स उन्हें सतह पर नहीं ले आए।

टिमरमैन ने कहा, इन सुपरडीप हीरों के बारे में जो महत्वपूर्ण बात थी, वह यह थी कि उन्होंने यह समझाने में मदद की कि महाद्वीप कैसे बढ़ते हैं। सुपरकॉन्टिनेंट का निर्माण तब होता है जब समुद्री परत महाद्वीपीय परत के नीचे दब जाती है। यह प्रक्रिया, जिसे सबडक्शन कहा जाता है, महासागर के विपरीत किनारों पर स्थित दो महाद्वीपों को एक साथ खींचती है। यही सबडक्शन कार्बन को गहराई तक लाता है, जहां इसे हीरे में संपीड़ित किया जा सकता है।

टिम्मरमैन ने बताया कि मेंटल के नीचे, इन सबडक्टिंग प्लेटों के टुकड़े उछालभरे हो सकते हैं और अपने साथ अत्यधिक गहरे हीरे लेकर वापस ऊपर आ सकते हैं। यह सामग्री महाद्वीपों के आधार पर सहस्राब्दियों तक चिपकी रह सकती है, जिससे उन्हें नीचे से बढ़ने में मदद मिलेगी। यह यह भी समझा सकता है कि सुपरडीप हीरे ऐसी जगह पर कैसे उतरते हैं जहां किम्बरलाइट उन्हें पकड़ सकता है।

टिमरमैन ने कहा, "गहरे हीरे हमें सबडक्शन प्रक्रियाओं, मेंटल संवहन, तरल-चट्टान इंटरैक्शन और सुपरकॉन्टिनेंट चक्रों के दौरान क्रस्ट के नीचे होने वाली अन्य प्रक्रियाओं के बारे में अधिक जानकारी दे सकते हैं।"

उन्होंने कहा, "जवाब देने के लिए कई अन्य प्रश्न हैं।" उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों को अभी भी यह नहीं पता है कि कैसे सबडक्टेड प्लेटें सुपरकॉन्टिनेंट के आधारों को बदल देती हैं और क्या इससे यह प्रभावित होता है कि सुपरकॉन्टिनेंट टूटने से पहले कितने समय तक रहता है। एक और खुला प्रश्न यह है कि क्या यह पुनर्नवीनीकृत क्रस्टल सामग्री किम्बरलाइट मैग्मा कब और कहाँ बनती है, इसे प्रभावित करती है।

प्राचीन हीरे हमें पृथ्वी के अराजक इतिहास के अन्य मील के पत्थर के बारे में भी बता सकते हैं।

ओलीरूक ने कहा, कुछ हीरे कार्बन से बने होते हैं जो इसके निर्माण के समय पृथ्वी में शामिल हो गए थे, जबकि अन्य प्राचीन जीवन से कार्बन से बने होते हैं, जो नीचे की परत के स्लैब के साथ नीचे खींचे जाते हैं। हीरे के समावेशन के भीतर कार्बन की आणविक संरचना का विश्लेषण करके यह बताना संभव है कि किस प्रक्रिया से हीरे का निर्माण हुआ। इस प्रकार ये निष्कर्ष पृथ्वी के इतिहास में धुंधली संख्याओं के बारे में रहस्य छुपा सकते हैं, जैसे कि व्यापक अपहरण कब शुरू हुआ या जब महासागरों में जीवन प्रचलित हुआ।

लेकिन उन उत्तरों तक पहुंचने के लिए, शोधकर्ताओं को यह पता लगाने में बेहतर होना होगा कि हीरे कितने पुराने हैं। और उन्हें और अधिक हीरों की आवश्यकता होगी जो प्राचीन भी हों और अत्यंत गहराई से भी हों।

ओलिरूक ने कहा, "सबसे हालिया सुपरकॉन्टिनेंट ब्रेकअप से लेकर उससे पहले के समय में पीछे जाते हुए, मुझे दृढ़ता से संदेह है कि अभी भी बहुत कुछ खोजा जाना बाकी है।"