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超深 "钻石的地球之谜

大自然母亲不断让我们惊叹和欣喜。就在人类似乎已经在我们的实验室里 "破解 "了钻石创造的复杂密码时,她又微笑着向我们展示了更多我们尚未解开的地球之谜。

钻石类别

你知道钻石可以根据其在地球上形成的位置进行分类吗?共有三类。

  • 主要类别是岩石圈钻石。它们形成于地表下约 90-130 英里的地球岩石圈中。这类钻石是迄今为止最丰富的钻石,也是绝大多数镶嵌在珠宝中的天然钻石。如果您现在佩戴的钻石很有可能是岩石圈钻石。
  • 第二类是海洋钻石。这些钻石形成于历史上曾被海洋覆盖的区域附近,你猜对了,就是海洋。它们之所以引人注目,是因为它们的基础碳构成。

让我们再深入探讨一下第二类问题。

地球上的生命已经存在了 37 亿年。科学家证实这一点的一种方法是研究钻石的构成,这些钻石是在曾经被海洋覆盖的地壳俯冲时形成的。海洋地壳中曾经生活过的生物的残骸留下了有机碳。这些由无机碳和有机碳混合形成的钻石,其碳同位素特征比在金伯利岩和灯盏岩中形成的更常见的橄榄石钻石更轻。

用科学术语来说,普通橄榄石钻石的 δ13C(δ-C-13)含量高于海洋钻石,后者的 δ13C值会下降,这是因为有机同位素特征较轻。

综上所述:

  • 普通围岩钻石 = 高 δ13C。
  • 海洋 "生物碳 "钻石 = δ13C 偏低。
俯冲

超深钻石

当研究人员称某物为 "超级 "时,你就知道它一定很酷。超深大陆钻石形成于岩石圈之下,位于上地幔和下地幔之间的过渡带,深度在 180 到 620 英里之间。

重复...-180 到 -620 英里

我们需要正确看待这一点。想想看,国际公认的太空边界线--卡尔曼线(Kármán Line)在距地球表面 62 英里处。国际空间站在地球上空 250 英里处运行。反过来说,超深钻石形成的地方如此之深,以至于我们会把它们归类为形成于 "太空 "之上--有些形成的地方甚至比我们停放 "飞船 "的地方还要深。

这可真是超级深啊。人类人工穿透地球的最远距离是 -7.6 英里多一点,直径为 9 英寸。

超深层钻石可以通过地幔对流单元被运送到较浅的深度,然后通过金伯利岩喷发被带到地表,这样科学家就可以对其进行 "深度 "和细节研究(看到我做了什么吗?)

启示录 #1

根据 2021 年 8 月发表在《自然》(Nature.com)上的一项研究,数十亿年前形成的某些大洋钻石与人造 HPHT 合成钻石具有相同的形状和成分

这些大洋钻石在形态上与合成钻石有相似之处,例如,它们都是八面体至亚八面体,呈立方八面体状,氮聚集度低,因此有人质疑它们的天然来源。

引人入胜

这本身就很耐人寻味。如今,我们倾向于将宝石级钻石中的低氮含量或无氮含量(又称 IIa 型)与无菌、受控的人造产品联系起来。尤其是立方八面体的 IIa 型原石,与模仿自然的高压高温(HPHT)实验室培育钻石工艺有关。当然,我们知道大自然在某些情况下会产生罕见的 IIa 型标本,但超级深层天然钻石与现代实验室培育钻石之间的相似性是一个新的转折。

事实上,它是如此曲折,以至于一些职业研究人员 "怀疑它们的自然起源"。

启示录 #2

一个更令人着迷的发现是,人们先入为主地认为超级深海钻石是由无机基碳形成的,就像最常见的到达地表的橄榄石钻石一样。

经复核(击鼓......),超深钻石的 δ13C 值更接近于海洋钻石,这意味着其中存在有机碳。这些深达 600 多英里的钻石是用以前生物的基碳形成的,这一事实令人匪夷所思。

超级惊喜

这项研究为更好地理解这三类钻石之间的联系奠定了基础--将它们与"地幔羽流、由板块构造驱动的气球状热岩以及来自地球更深处的超大陆循环"联系起来--但最终承认超深钻石中存在回收的有机碳是一个超级惊喜,需要更多的研究。

打得好,大自然母亲。打得好

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