研究證實海洋被擠壓形成了含鹽鑽石

Diehard @ 2019.06.09 , 13:00
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研究證實海洋被擠壓形成了含鹽鑽石

人們說鑽石恆久遠——或許是因為「鑽石是有著十億年歲的變異岩石,在地球的地幔深處經歷了幾輩子的強壓和熾熱」而且還沒被鑲嵌在一樣時髦的小戒指上。

無論如何,一大塊碳要結晶成一顆閃亮的鑽石都需要非常久的時間——事實上,久到科學家都不敢肯定它們是如何形成的。一個流行的理論就是許多鑽石是在所謂的板塊俯衝帶,當海洋板塊在大陸板塊下方擠壓時形成的。在這個過程中,海洋板塊和所有海底的礦物質被擠壓進數百英里深的地幔,在高溫和是地球表面壓力上萬倍的壓力下緩慢的結晶。最終,這些晶體混入火山岩漿中形成了所謂的金伯利岩,然後作為金剛石被噴發到了地球的表面。

賦予藍鑽標志性顏色的海洋礦物質中可以找到這一理論的證據支持,比如那顆臭名昭著的噩運藍鑽——「希望」。但是,這些是地球上發掘深度最深、最稀有並且最昂貴的鑽石,使得研究起來困難重重。如今,發表在5月29日《科學進展》雜志上的研究為鑽石來源於海洋提供了新證據。該研究的研究人員研究了一類更為常見的石頭——纖維鑽石(fibrous diamonds)中所儲存的含鹽沉積物。

不像大多數被鑲嵌在鑽戒上的鑽石,纖維鑽石上布滿了鹽、鉀和其他沉積物的雜質。它們對珠寶商來說沒太大的價值,但是對想要揭示它們來源的科學家來說卻價值連城。

「曾有理論認為鑽石中的鹽是來自海水,但是沒有經過證實,」澳大利亞麥考瑞大學的教授、這個新研究的第一作者Michaele Förster在一項聲明中說道。

所以,由於無法追蹤一顆鑽石中的古代起源,Förster和他的同事們嘗試在實驗室里重現當海床礦物質擠壓進地幔時所出現的超高熱、超高壓的反應。該團隊將海洋沉積物樣本放進了一個裝有橄欖岩的容器中,橄欖岩是一種火山岩,廣泛出現在人們所認為的鑽石形成的深度;然後他們將混合物暴露在模擬地幔深處的高溫和高壓環境下。

研究人員發現,當混合物處於4到6吉帕(海平面平均氣壓的4萬到6萬倍)的壓力下,並且溫度處於800到1100攝氏度時,所形成的鹽晶和在纖維鑽石中發現的物質幾乎一樣。換句話說,當古老的海床陷進地幔的嚴酷考驗後,擠壓的力量為鑽石的形成提供了完美的條件(由純碳形成的、不含任何沉積物的寶石級鑽石也能通過這個方式形成)。

「我們明白,在鑽石形成的過程中肯定有某種含鹽液體在附近,而現在我們已經確定了海洋沉積物符合這個條件,」Förster說。他補充表示同樣的試驗也製造出金伯利岩形成的關鍵礦物質,鑽石通常會乘坐金伯利岩的順風車在火山噴發期間抵達地球表面。

因此,鑽石可能真的是你能戴在手指上的遠古海洋歷史片段。如果鑽石對你來說太貴了,也別煩悶——黃金或者鉑金同樣也儲存了極其遙遠的一段地球往事。根據《自然》雜志上一篇近期研究文章,常見種類珠寶中微量的閃亮礦物質可能來源於46億年前一場史詩級的中子星對撞,當時的太陽系真的下起了一場「珠寶雨」。