

这周钻石新闻不断,并非因为任何名人订婚的消息。而是因为它们内部包含的东西才是关键。
在分别发表于《科学》和《自然》的两项独立研究中,研究人员宣布他们在钻石中发现了一些不寻常的包裹体。包裹体顾名思义,就是被“包裹”在另一种岩石或矿物中的东西(通常是岩石或矿物)。
在此案例中,两项研究都发现钻石中包裹着一些奇特的矿物形态,这些矿物此前只在地球表面合成过,而在我们地壳边缘所经历的温和温度和压力下,它们自然不会存在。
非实验室制造的钻石通常诞生于地心深处,最大的钻石形成于我们星球表面数百英里之下。我们不可能直接观测到那种环境。我们在俄罗斯最深的钻孔也只深入地下7.5英里。
那么,我们是如何了解脚下的一切的呢?当然,有遥感技术,利用卫星测量数据,甚至可以通过地震来推断那里发生的事情。但我们也收到了那些真正去过那里、并历经艰难险阻从深处来到我们实验室的物质的报告。其中一些最可靠的信使就是钻石,它们诞生于极高的温度和压力之下,然后随着大规模的火山爆发被从深处喷射上来。
广告商用来向公众推销钻石的那些品质——它们惊人的强度、硬度和持久性——正是地质学家用来了解地球内部构成、寻找可靠证据的特质。这不仅仅是指50-100英里的地壳,也包括更深的层,比如环绕地球核心的1800英里厚的 Mantle。
通过观察在 Mantle 中形成的钻石,研究人员可以了解那里的情况。他们寻找的不是完美的钻石。珠宝商视为瑕疵的东西,地质学家却可能视若珍宝。
这就回到了我们最初关注的包裹体。在《科学》杂志上,研究人员宣布他们在来自中国和非洲多个矿产的钻石中发现了一种极其罕见的冰形态。
是的,你没看错。冰。就是那种普通的、老式的晶体状态的H2O。但这并非你平时喝的饮料里的冰,也不是你在人行道上滑倒时遇到的冰。朋友们,这是七型冰(Ice-VII)。
你可能还记得去年科学家们是如何通过用激光照射水,让分子排列成这种特定形态,并在实验室里重现这种冰的。七型冰被认为在其他行星上很常见,因为那里的温度和压力条件与我们星球表面截然不同。
它以液态水的形式进入地壳深处的钻石,并被困在不断生长的钻石晶体中。然后,当钻石上升到地表时,那团水由于深度的变化而结冰,形成了七型冰。周围钻石的强度和坚固性使得这些冰的样本在即使在地表也不会融化成水,而是保持冰的状态。
钻石既是监狱,也是时间机器。它的晶体笼子阻止物质逃逸,保存了宝石在过去所经历的物质。
这并非研究人员第一次发现地下深处有液态水的证据,但这仍然是一个相当酷的发现。
而冰并不是钻石能捕获的唯一物质。在本周的《自然》杂志上,研究人员报告了在南非钻石中发现的微小空腔,里面含有一种常见但难以捉摸的矿物。
钙硅酸盐钙钛矿被认为是地幔内部常见的矿物,但在地表低温低压下却找不到。该论文认为,它的存在表明了世界上最庞大的回收项目之一:海洋地壳在 Mantle 中的岩石重生。
“从来没有人能够在地球表面保持这种矿物的稳定,”首席作者Graham Pearson在一份声明中说。“在地球表面保存这种矿物的唯一可能方法就是将其困在像钻石这样坚不可摧的容器中。”