澳科學家首次驗證大多數鑽石的形成機制
地球母親可不是恬靜的處子。在大約30億年里，我們的星球一直在大洋海底來回折騰，吞噬掉這裡的海洋地殼，在那裡製造出新的地殼。看起來，鑽石是所有這些躁動的美麗副產品。
研究人員現已證明，大多數鑽石都浸沒在地下的再生海底結殼處。
「有一種理論認為鑽石內的鹽分來自海水，但無法驗證。」柏林工業大學的主要作者MichaelF?rster說，「我們的研究表明它們來自海洋沉積物。」
「Diamond」這個詞源自希臘語「adamas」，意思是「不可征服」。這個名字主要受材料硬度的啟發，但它卻是對鑽石誕生地的絕佳描述。
除了太空隕石攜帶的鑽石外，大多數鑽石都來自地幔中非常古老的部分，這一部分佔地球總體積的80％以上，但人類從來沒有達到過那裡。
相比之下，我們目前所能觸及的——那薄薄的一層僅佔地球體積的1％。儘管如此，也有35公里深，所以直接研究地幔是很棘手的工作。
就在本周，長達十年的科考鑽探任務在「持續6個月的噩夢」後被終止，最近鑽探的洞穴一直在坍塌。
由於無法獲得地幔的第一手信息，多年來鑽石的真正成因始終是懸而未決的問題。現在，澳大利亞麥考瑞大學所領導的國際地球科學家團隊打算在地表解決掉爭論——坐在相對舒適的辦公室和實驗室里。
通過重建地下200公里處的極端壓力和溫度的環境，該團隊證明，海底沉積物中的海水絕對可以產生鑽石中常見的鹽溶液平衡。
今天，我們在商店或手指上看到的大多數鑽石都顯得晶瑩剔透，且人們認為這種品質非常有價值。但是還存在"纖維狀鑽石"——它們形成得如此快速，意外地捕獲了鈉、鉀和其他礦物質的痕迹。夾雜物使它們呈現混濁的外觀，但雜質也使我們能夠清楚地看到它們的過去。
團隊將海洋沉積物樣品放入密封容器內。並用普通類型的地幔岩石——橄欖岩來模擬地幔環境，驗證雜鹽鑽石的形成過程。他們調高了壓力和熱量，測試了地幔部分的不同條件如何影響含鹽的流體。
大多數類鑽石環境的鈉鉀平衡發生在800°C和1100°C之間，壓力在4到6千兆帕斯卡之間，深度在地球表面120到180公里之間。
作者總結說：「如果"大多數鑽石都是在相同條件下誕生的"，那麼地幔板塊俯衝期間，沉積岩和橄欖岩之間的反應就是形成岩石圈鑽石和地幔碳酸鹽的主要機制。」
對於此類鑽石，他們解釋說，條件必須如此。一塊大海床將不得不滑落200多公里——這種地質構造滑動，被稱為俯衝。
在巨大的板塊到達800°C的上部地函(上地幔)並開始融化前，它必須產生相當於40000倍以上大氣壓的壓力。否則無法產生鑽石。
在此過程中，來自古代海洋環境的鹽溶液也會滑入下地幔並與橄欖岩相互作用，從而產生氯化物。後來，這些融化的混合物形成含金剛石的火山岩——被稱為金伯利岩——最終噴發到地表，成為人類眼中的財寶。
「我們證明，導致鑽石生長的過程是由俯衝帶中海洋沉積物的再循環驅動的。」F?rster說。
換句話說，你珠寶盒中的那顆鑽石比我們人類所希望更有意義。從本質上講，它是數億年的地質歷史，被壓縮而成的一顆小而美麗的寶石。
該研究發表在Science Advances上。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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