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摘要:一项新的研究发现,世界上最大、最有价值的钻石可能诞生在位于地球深处的液态金属口袋里。这一发现表明,液态金属口袋遍布地球的地幔层,在地球的地壳和研究人员说,地核可能在地球内部和地表之间生命周期的关键碳元素和其他元素中起着关键作用。一般来说,钻石形成于地幔热岩深处,随着火山喷发上升到地表。迄今为止发现的最大的宝石级钻石是库利南钻石,1905年在南非出土。
可能诞生在位于地球深处的液态金属口袋里。
这一发现表明,液态金属口袋遍布地球的地幔层,在地球的地壳和研究人员说,地核可能在地球内部和地表之间生命周期的关键碳元素和其他元素中起着关键作用。
一般来说,钻石形成于地幔热岩深处,随着火山喷发上升到地表。迄今为止发现的最大的宝石级钻石是库利南钻石,1905年在南非出土。这颗重达3106.75克拉的钻石后来被切割成几块抛光的钻石,最初重1.37磅(621.35克),长约3.86英寸(9.8厘米)。[险恶的火花画廊:13颗神秘和被诅咒的宝石]
先前的研究发现,世界上最大的宝石级钻石不仅在尺寸上,而且在成分和结构上都从较小的宝石中脱颖而出。
“它们内部几乎没有包裹物——也就是说,不是钻石的材料,纽约美国宝石学研究所的地质学家埃文·史密斯说它们也是相对纯净的,这意味着大多数钻石都是由碳原子组成的,不像其他很多钻石,这些钻石到处都含有氮原子来代替碳原子。
此外,当最大的钻石处于粗糙、未抛光状态时,“它们的形状是不规则的,史密斯对《生活科学》杂志说:“就像一根棒棒糖在别人嘴里放了一段时间,而不是人们经常想到的那种漂亮、对称的钻石晶体,这些差异导致科学家们推测,大钻石的形成方式可能与较小、更常见的钻石不同。”。不过,史密斯说,世界上最大的宝石级钻石“价值太高,很难获得用于研究的钻石”。他解释说,这阻碍了可能解开这些大型宝石起源之谜的研究,
是克利普尔钻石中金属包裹体的特写镜头。包裹体表面呈反光/银色,周围有一个黑色的、含石墨的减压裂纹。(埃文·史密斯)现在,史密斯和他的同事已经分析了42件这种珠宝的成品标本,每件都借给研究人员几个小时。此外,科学家还检查了两个未完成的样本和九个所谓的“Office”,这些碎片是在一个宝石的小面被切割和抛光后留下的。这是“KdSPE”“KDSPs”“KdSPE”“KDSPs”。研究人员检测到这些样本中捕获的微小金属颗粒。研究合著者、华盛顿卡内基科学研究所(Carnegie Institute for Science)的地球化学家史蒂文·雪利(Steven Shirey)说,这些包裹体由铁、镍、碳和硫的凝固混合物组成,这种混合物在普通钻石中从未见过。科学家们还在这些包裹体和研究人员说,包裹钻石的
这些金属颗粒是大质量钻石可能有不寻常来源的证据。这些金属包裹体的化学性质表明,大钻石是从金属液体中结晶出来的。相比之下,其他的钻石可能是从一种含有碳、氧和氢的化学汤中生长出来的,史密斯说,
研究人员检测的一些样品也含有硅矿物包裹体,这些包裹体是在极深的高压下形成的,科学家说。研究人员估计,大钻石是“超深”宝石,可能形成于约254至410英里(410至660公里)的深度。相比之下,先前的研究表明大多数其他宝石钻石形成于93到124英里的深度史密斯说:
这些发现提供了直接证据,证明了长期以来怀疑的、理论上预测的地球地幔化学反应,这些反应产生了金属铁镍合金的口袋。相比之下,地球地幔中的大部分铁和镍通常与氧或其他化学物质结合,他解释说,
虽然大钻石和更常见的钻石有时会在一起发现,但这并不意味着它们是一起形成的,雪莉告诉《生活科学》。相反,同样的岩浆向上流动,把大钻石带到地表,也会把在较浅深度形成的较小钻石拖上来,史密斯说,
这些发现不应被认为是“地球地幔深处存在液态金属海洋”。液态金属可能只出现在口袋里,“如果我猜的话,可能只有拳头那么大,布满整个地幔,”他补充道,
“这种金属铁不多,只占地幔的1%左右,”史密斯说尽管如此,它改变了我们思考地球深处的方式,因为碳等元素在金属铁中溶解得很好。这意味着这种金属的存在会影响碳、氮和氢从地球深处到地表,从地幔到我们居住的地方的循环。
未来的研究可以调查这些大钻石或其边角料中的其他元素,以及其中的同位素,史密斯说,
可能有助于揭示这种金属的起源。他说:
科学家们今天(12月15日)在《科学》杂志的在线版上详细介绍了他们的发现。
是关于生命科学的原始文章。
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