2024-06-27
开云一颗钻石带来地球深处的秘密—新闻—科学网
昂贵的钻石每每被视为浪漫恋爱的意味。8月，一颗自然蓝钻登上《天然》杂志的封面，不是由于它有多浪漫，而是因其暗地里的 伟大信息量 。 于中科院地质与地球物理研究所矿产资源研究试验室研究员范宏瑞看来，人们可以发射卫星，通晓天外星球的存于，但对于地球内部的相识却单薄患上多。 地球的内核以及笼罩层是如何变化运动的？地表的元素是怎样被带到地球深处，再从地下数百公里返回至地上的？ 范宏瑞告诉《中国科学报》记者，研究钻石及其包裹的矿物资，能为人们相识地球深部以及地球演化提供很多思绪。 淡定 信使 从闪闪发光的钻石、黑乎乎的石墨再到人体内的卵白质，碳元素于地球上的形态变幻无穷，因原子摆列漫衍差别而性子各别。 俗语说 没有金刚钻，别揽磁器活 。范宏瑞暗示，钻石实在就是金刚石，可以或许连结亚不变状况上亿万年，被包裹于钻石内部的矿物才不会受温度、压力等要素影响，从而到达新的化学均衡。 钻石为什么能于天然界中云云 淡定 ？这跟它降生的情况 压力山年夜 有关。 地球内部每一深切1公里，压力就会增长27.5兆帕斯卡，相称在275个年夜气压。于上地幔岩石圈以及软流层的接壤处，约莫距地表150~200公里，压力约为4.5万~6万个年夜气压，且陪同着1000℃以上的高温，钻石就成为碳最不变的存于情势。 范宏瑞暗示，20世纪80年月末，研究者于钻石中陆续发明了来自地球更深处的包裹体，其造成深度至少达700公里，即位在下地幔。 这里的金刚石更有可能不变生长，体积更年夜，净度也更好，是以是用来研究深部地质的间接对于象。 范宏瑞说。 正由于钻石有如许的 真本领 ，才气负担起 信使 的义务。 穿梭 蛋壳 中科院地质与地球物理研究所地球与行星物理试验室副研究员张驰告诉《中国科学报》记者： 愈来愈多的证据注解，人们于地球表层看到的征象，每每与地球深处的运动有紧密亲密接洽。 但是于半径为6371公里的地球上，人类向地下钻出的孔最深不外1万多米。若将地球比作鸡蛋，人类今朝能间接抵达的部门只要 蛋壳 。 钻石怎样帮忙人们相识 蛋壳 之下的秘密？科学家经由过程高温高压试验、热力学模子计较等手腕猜度，下地幔的重要身分之一是一类具备钙钛矿布局的硅酸盐。由于于常压下处在亚稳状况，这种物资于地表很是稀有。 本年3月，一项揭晓于《天然》上的研究发明，一颗来自南非库里南矿的钻石内部含有钙硅酸盐（CaSiO3），且保留了高压钙钛矿布局，论证了先前猜度。 于8月初揭晓在《天然》杂志的封面文章中，美国宝石协会（GIA）的研究者与互助者经由过程研究 库里南之梦 等自然蓝钻，发明此中有钙钛矿布局的硅酸盐布局残存，与下地幔的重要身分相吻合，证实了它们从地球深处来的 身份 。 此外，研究还发明蓝钻中存于硼元素。这类重要存于在地表的轻元素是怎样进入下地幔的？张驰暗示，这极有可能象征着本来位在地表的硼因为板块碰撞以及俯冲进入地幔，再陪同岩浆勾当与蓝钻一同返回地表。 这表现了元素于地表以及地球深部之间繁杂的迁徙轮回历程。 张驰增补道。 看清 真心 钻石内部云云年夜的信息量，科学家是怎么看出来的？张驰暗示，研究钻石包裹体中的矿物身分以及微不雅布局，需要用到差别要领。好比前文提到的研究中，美国宝石协会的科学家重要接纳了一种名为激光拉曼光谱检测的技能。 这类技能倏地、简洁且无损，可以或许迅速鉴定物相、邃密地阐发物资化学布局。 张驰先容，拉曼光谱是一种光的非弹性散射。光于经由过程特定物资时，部门散射光的能量会发生微小的变迁，而这类变迁与对于应的化学布局相干。将激光聚焦于钻石包裹体上，便可得到响应的光谱信息。因为物资布局差别，获取到的信息也纷歧样， 是以能阐发出钻石包裹体内存于的矿物情势以及流体构成 。 此外，研究者还可哄骗钻石包裹体内的残存压力，经由过程热力学计较等要领，还原出钻石捕捉时所处情况的压力前提，进一步确定钻石的来历深度。 范宏瑞暗示，研究钻石等包裹体矿物的元素含量可以或许反演金刚石源区的矿物、岩石学特性，和地幔流体特性以及地幔历程， 这对于摸索����APP地球深部演化、天气变迁、化石能源成因等问题都具备主要意思 。 相干论文信息： DOI：10.1038/nature25972 DOI：10.1038/s41586-018-0334-5 《中国科学报》 (2018-09-03 第4版 综合)/开云
