人造钻石帮助科学家发现了地球上有记录以来的最高温度

这一切发生在 3600 万年前。

大约 3600 万年前,一颗小行星撞击加拿大,形成了一颗人造钻石。经过数千年的演变,它逐渐退化并转变成一块闪亮的黑色岩石。现在,地质学家利用这颗宝石确认了地球表面一项新的温度记录:2370 摄氏度。

这并非地质学家的标准测试,但它极其精确。我们知道这种钻石的替代品仅在 2370 摄氏度以上形成,因此我们知道撞击发生时,至少有一小块地表达到了这个温度。请稍作思考,感受一下这有多么惊人的高温:4298 华氏度。这相当于太阳温度的一半。而我们之所以知道这一点,仅仅是因为那一次耀眼的炽热爆发短暂地创造了一颗人造钻石,也就是立方氧化锆。

立方氧化锆几乎不会偶然产生,主要是因为在这些地方很少能达到 4298 华氏度。而且它以天然形式存在时非常不稳定,很容易分解成其他相关的晶体形态。因此,地质学家只有在发现锆石并分析其结构后,才能确定它曾经是立方氧化锆,从而确立了新的高温记录。他们在《地球与行星科学通讯》期刊上公布了他们的研究结果

这对地质学家来说非常令人兴奋,因为它能让他们更好地了解我们行星地壳在早期是如何形成的。曾有一段时间,太空碎片轰击地表,所有这些撞击肯定改变了它们击中的地方。碰撞通过物理撞击和产生能量来推动反应的发生。

这同样令非地质学家感到兴奋,因为,好吧,立方氧化锆本身就很有趣。如今,我们认为它是一种廉价的钻石替代品,但以一种有点俗气的方式。它让你看起来像戴着钻石,却不用花钱购买,而且(因为我们内心都有评判的倾向)这给这种东西带来了一个坏名声。

事实上,大多数人,甚至一些珠宝商,用肉眼都无法区分。立方氧化锆并非基于碳,但非微观上看,它看起来几乎和钻石一模一样。而且,由于几乎所有立方氧化锆都是人造的,所以它们都很完美。地球上形成的钻石都有瑕疵,虽然我们认为最好的宝石是瑕疵最少的,但我们也看重瑕疵来证明钻石的真实性。去除瑕疵后,宝石看起来好得不真实。

但立方氧化锆最酷(或者说最烫)的地方在于,它需要极高的温度才能制成。实际上,温度高到任何东西都无法盛放它。字面意思。通常,你会将这种晶体加热在某种容器中,这种容器被称为坩埚,是用于在高温下盛放物质的。铂金坩埚可以将物质维持在约 1200 摄氏度,而这已经是我们最好的了。要制造立方氧化锆,你必须迫使它自己制造坩埚。

cubic zirconia skull crucible
一个正在打开的立方氧化锆头骨坩埚。维基共享资源

在人类历史上的大部分时间里,这甚至是不可能的。直到微波炉的发明才帮助我们找到了实现这一目标的方法。正如“热可颂”爱好者们深知的那样,微波炉非常擅长在不加热物体外壳的情况下融化其内部。原理与奶酪和番茄酱略有不同,但与立方氧化锆的成分基本相同:中心融化,而外壳可以保持相对凉爽。这使得立方氧化锆制造商能够融化晶体块的内部,而外壳则保持完整。如果这还不够“硬核”的话,它恰好被称为头骨坩埚。

总之,正是因为我们了解了关于人造钻石的所有这些知识,我们才能够确定我们星球令人印象深刻的新温度记录。感谢这些廉价的仿制珠宝。

 

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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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