De Aardmantel is zo diep van binnen dat we nog nooit door de korst hebben kunnen boren om het te proeven. We kunnen er alleen indirect over leren. Dit is een ander soort geologie dan de meeste mensen kennen. Het is alsof je een automotor bestudeert zonder de motorkap te kunnen openen, maar we hebben een paar echte voorbeelden van daar beneden.
Je weet dat een diamant een harde, dichte vorm van pure koolstof is. Fysiek is er geen hardere substantie, maar chemisch gezien zijn diamanten behoorlijk kwetsbaar. Meer precies, diamant is een metastabiel mineraal bij oppervlakte-omstandigheden. Het experiment toont ons dat het zich niet kan vormen, behalve onder omstandigheden die minstens 150 kilometer diep in de mantel onder oude continenten worden aangetroffen. Breng ze een beetje boven die diepten en diamanten veranderen snel in grafiet. Aan de oppervlakte kunnen ze verdragen in onze zachte omgeving, maar niet ergens tussen hier en hun diepe geboorteplaats.
Diamond uitbarstingen
Welnu, de reden dat we diamanten hebben, is dat ze die afstand snel, in slechts een dag of zo, overbruggen in zeer eigenaardige uitbarstingen. Afgezien van de inslagen vanuit de ruimte, zijn deze uitbarstingen waarschijnlijk het meest
niet verwacht gebeurtenissen op aarde. Zeker magma's op extreme diepten vind je een opening en ren je naar boven, terwijl je door verschillende rotsen graaft. Koolstofdioxidegas komt uit de oplossing naarmate het magma stijgt, precies zoals soda bruist, en wanneer het magma klaar is met het doorboren van de korst, explodeert het in de lucht met een paar honderd meter per seconde.We zijn nog nooit getuige geweest van een diamantuitbarsting; de meest recente, in de Ellendale Diamond Field, lijkt te zijn geweest in Australië in het Mioceen, ongeveer 20 miljoen jaar geleden. Geologisch gezien zijn ze al ongeveer een miljard jaar geleden zeldzaam. We kennen ze van de bodemloze pluggen van gestolde mantelgesteente die ze achterlaten, kimberlieten en lamproieten genoemd, of gewoon 'diamanten pijpen'. Sommige hiervan zijn te vinden in Arkansas, in Wisconsin, en in Wyoming, onder andere over de hele wereld met zeer oude continentale korst.
Insluitingen en xenolieten
Een diamant met een stipje erin, waardeloos voor de juwelier, is een schat voor de geoloog. Dat stipje, een inclusie, is vaak een ongerept exemplaar van de mantel, en onze tools zijn goed genoeg om er veel gegevens uit te halen. Sommige kimberlieten, die we de afgelopen twee decennia hebben geleerd, leveren diamanten die lijken te zijn gekomen van 700 kilometer en dieper, helemaal onder de bovenste mantel. Het bewijs ligt in de insluitsels, waar mineralen worden bewaard die zich alleen op deze ongekende diepten kunnen vormen.
Samen met diamanten komen ook andere exotische brokken mantelgesteente. Deze rotsen worden xenolieten genoemd, een groot woord van Scrabble dat "vreemde steen" betekent in wetenschappelijk Grieks.
Wat xenolithstudies ons in het kort vertellen, is dat kimberlieten en lamproieten afkomstig zijn van een zeer oude zeebodem. Stukken oceaankorst van 2 en 3 miljard jaar geleden, die door subductie onder de continenten van die tijd zijn getrokken, zitten daar al meer dan een miljard jaar. Die korst en zijn water en sedimenten en koolstof zijn gesudderd tot een hogedrukstoofpot, een gloeiend hete bouillon die, in diamanten pijpen, terug naar het oppervlak boert als de smaak van de tamales van gisteravond.
De zeebodem is bijna zo ver terug in de tijd onder de continenten verdwenen als we kunnen vertellen, maar diamantpijpen zijn zo zeldzaam, het moet zijn dat bijna alle ondergedompelde korst wordt verteerd in de mantel.