你求婚時收到的大鑽戒，也許能破解地球形成的奧秘！

作者：Rae Ellen Bichell

翻譯：芳斯塔芙

編輯：游識猷

埃文·史密斯（Evan Smith）一心想要得到世界上最大的鑽石——就是那種雄踞王者權杖之上，總在電影里被各路大盜心心念念的至寶。

不過史密斯可沒懷著什麼一夜暴富的邪念，一切都是為了科學。

「這種最珍貴最值錢的寶石，恰好也是最有科學價值的地球碎片。」來自美國寶石研究院（GIA）的鑽石地質學家史密斯說道。

大鑽石加工時的下腳料，地質學家把它們拿來研究了一番。（圖片來源：Evan Smith，Gemological Institute of America）

深入鑽石內部

鑽石在科學上的價值緣於它們來自地球深處，這是一個人類難以觸及而知之甚少的地方。鑒於其罕見的尺寸和品質，史密斯認為這些大鑽石也許來自一些與眾不同的地方，不過沒人知道究竟是哪兒。

「曾經，這完全是個謎。」史密斯說道。

為了解開這個謎團，他需要將視野深入鑽石內部，這些自深邃地底而來的晶體裹挾著細若髮絲的碎屑，史密斯要看的就是這些碎屑。

這種大鑽石會包裹著一些來自地球深處的金屬屑，即圖中鑽石里的黑色小點。（圖片來源：Jae Liao，Gemological Institute of America）

「真是再難求得比鑽石更好的容器了，鑽石就是極品特百惠。」史密斯感慨。（譯者註：特百惠[Tupperware]是一個塑料保鮮容器的品牌。）

拿「極品特百惠」做廣告詞的訂婚戒指怕是不太好賣，但對科學家來說，鑽石那特百惠般的品質才是關鍵。它就像是地質學上的漂流瓶。

當然了，史密斯不能隨便敲敲皇宮的大門，把皇冠上的珠寶要來砸開看看。他轉而讓美國寶石研究院買下了八個指甲蓋那麼大的鑽石塊，這些都是在鑽石原石切割加工成閃亮珠寶時產生的下腳料。

不只閃亮珠寶有價值，下腳料也有春天！

把這些鑽石碾碎或切開之後，史密斯有時會用上諸如大型顯微鏡，激光束和電子束之類高大上的儀器來看看裡面都有什麼，不過也有些時候他會用到些比較接地氣的設備，比如為了搞清楚鑽石裡面含不含鐵，他用的是一塊連在繩子上的磁鐵。「連續盯著這些包裹體數小時，這樣折騰幾個月之後，你就會開始找替代工具了。」他打趣道。

結果，史密斯發現許多鑽石塊里都夾雜著少量含硅的石榴石，這意味著這些鑽石是在很高的壓力下形成的。他還發現了一些鐵和鎳，被包裹於看不見的甲烷流體之內。

一顆罕見鑽石從數百英里深的地底下帶來的一小包東西，只有罌粟籽大小。（圖片來源：Evan Smith，Gemological Institute of America）

「這並不常見，我是第一次在包裹體周圍看見甲烷。」他說。

鑽石何處來？

當另外53顆鑽石因需要質量分級而從研究院經手時，他用非破壞性的方法觀察了一下，發現其中有38顆也包含著同樣的不尋常物質。按照史密斯及其同事在12月16日的《科學》期刊上所寫，這些不尋常的零碎東西告訴了他兩件重要的事情。「第一，它們告訴我們這些質量上乘的大鑽石起源於地球的極深處，」他說，距離我們腳下大概200到500英里。它們到我們腳的距離約相當於國際空間站到我們頭頂的距離。而且，這個起源深度是大部分鑽石誕生地深度的兩倍之多。

「所以說它本身就夠了不起的了。」史密斯感慨。

他學到的第二件事情是——這些鑽石形成於小範圍的缺氧液態金屬之中。而這是第一次強有力地證明了地幔不是一鍋由富氧岩石熬成的均勻的粥。乍聽起來這事好像也沒什麼大不了的，但事實上這可是個大新聞，耶魯大學的礦物物理學家卡娜妮·李（Kanani Lee）如是說。

圖片來源：youthvoices.net

「這把問題給整複雜了，不過這也促使我們進一步思考這星球內部究竟是怎麼一回事，因為這事關我們如何看待地表上的一切。」李表示。

隨著地球在過去45億年間冷卻下來，它的各層緩慢地在地核與地表之間流轉往複。直到不久前，科學家們還認為夾在各大陸板塊和地核之間的地幔已經過充分混合，氧應該在各處都有分布。但這些鑽石則顯示，地幔當中存在某種「礦穴」，不知怎的直到最近還在抵抗這種混合作用。這些礦穴的存在很持久，分布也很廣泛，才讓一顆顆動輒幾億歲到十億歲的大鑽石得以在各大洲浮現。科學家並不清楚這些礦穴現在還是否存在。不過，科學家至少明白了這顆星球及其歷史比原先猜想的更加混亂一點。

「它告訴人們該好好想想，一顆行星——不管是地球還是別的星球——是怎麼隨著時間演化的。當我們的簡單構想不足以囊括某些特徵時，或許就說明這些簡單構想已經不夠好了。」李說。

而這些奇特的細節只是宏大畫卷的碎片而已，真正的大問題是——地球如何變成今日的模樣，它何以能夠哺育生命。

「滄海桑田，正是這種種細節塑造了地球的面貌。正是這些材料鋪就了整個地球的表面。」史密斯說到。