證實:地球正在將海洋擠壓成含鹽鑽石

鑽石 地球 太陽系 歷史 珠寶 球先知 2019-06-03
證實:地球正在將海洋擠壓成含鹽鑽石

科學家們在一項高壓高溫實驗中重現了含鹽金剛石礦床,這表明地球上的許多鑽石是在地幔擠壓古代海底礦物時形成的。

有人說鑽石是永恆的——可能是因為“鑽石是有著10億年曆史的變異岩石,在地球深層地幔中經受了多次擠壓壓力和灼熱溫度的考驗”,但鑽石卻沒有這種時髦的光環。

不管怎樣,一大塊碳需要很長很長時間才能結晶成一顆閃閃發光的鑽石——事實上,這段時間太長了,以至於科學家們對它們是如何形成的並不確定。一種流行的理論認為,當海床板塊(海洋板塊的一部分)在所謂的構造俯衝帶在大陸板塊下研磨時,許多鑽石就形成了。在這一過程中,大洋板塊和海底的所有礦物都深入到幾百英里外的地幔中,在那裡,它們在比地表溫度和壓力大數萬倍的高溫和壓力下慢慢結晶。最終,這些晶體與稱為金伯利岩的火山岩漿混合,以鑽石的形式出現在地球表面。

支持這一理論的證據可以在海洋礦物中找到,正是這些礦物賦予了藍色寶石——比如著名的被詛咒的希望之鑽(出於1909年,總是伴隨著凶殺以及搶奪,是沾滿了鮮血的不祥之物。這塊厄運之鑽幾經易主,而主人都相繼離奇地死亡)——其標誌性的顏色。然而,這些鑽石是地球上最深、最稀有、最昂貴的鑽石之一,因此很難研究。發表在《科學進展》雜誌上的研究為鑽石的海洋起源提供了新的證據。在這項研究中,研究人員觀察了一種更為常見的石頭——纖維狀鑽石——內部的含鹽量沉積物。

證實:地球正在將海洋擠壓成含鹽鑽石

希望之鑽

與大多數用於婚禮用品的鑽石不同,纖維狀鑽石上佈滿了少量的鹽、鉀和其他物質。對於珠寶商來說,它們的價值不大,但對於那些想要揭開它們地下起源的科學家來說,它們無疑更有價值。

澳大利亞麥考瑞大學(Macquarie University)教授、這項新研究的主要作者邁克爾·福斯特(Michael Forster)在一份聲明中表示:“有一種理論認為,困在鑽石內部的鹽分來自海洋海水,但無法進行測試。”

因此,福斯特和他的同事們沒有追蹤真正鑽石的古代起源,而是試圖在他們的實驗室裡重現海底礦物下沉到地幔時發生的超熱、超壓反應。研究小組將海洋沉積物樣本放入一個裝有一種叫做橄欖岩的礦物的容器中,橄欖岩是一種火山岩,廣泛存在於人們認為鑽石形成的深處;然後,他們將混合物暴露在模擬地幔的高溫高壓環境中。

研究人員發現,當混合物受到的壓力4 ~ 6帕(40000到60000倍,平均海平面氣壓和溫度800 - 1100攝氏度),鹽晶體形成具有幾乎相同的屬性與纖維鑽石。換句話說,當舊海床滑入地幔深處的坩堝時,碰撞力為鑽石的形成創造了完美的條件。(由純碳製成、不含任何沉澱物的寶石鑽石也可以用這種方法制成。)

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福斯特說:“我們知道,在鑽石生長的過程中,周圍一定存在某種含鹽液體。現在我們已經證實,海洋沉積物符合這一條件。”他補充說,同樣的實驗也產生了對金伯利岩形成至關重要的礦物質,在火山爆發期間,鑽石通常會附著在金伯利岩表面。

所以,鑽石可能真的是古代海洋歷史的一部分,你可以戴在手指上。如果這些寶石對你的品味來說太貴了,別擔心——你仍然可以戴上一枚金戒指或鉑金戒指,戴上這顆星球的極端過去。(Nature)雜誌最近發表的一項研究顯示,這些常見珠寶中含有的微量發光礦物,很可能源自46億年前一場史詩般的中子星碰撞,那次碰撞讓我們的太陽系像下了一場大雨。


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