新研究发现稀有钻石源自生物遗骸

来源: ScienceAlert

新研究发现,两种不同类型的稀有钻石源自400公里以下的地表下生物遗骸的再循环。这些稀有钻石与更常见的岩石圈钻石不同,它们形成于地球更深的地幔层,并含有有机碳,这为钻石的形成提供了新的视角。

尽管人类对闪亮的碳块有着强烈的迷恋,但似乎我们仍然有很多关于钻石如何在地球深处形成的事情需要学习。

新研究发现,两种不同类型的稀有钻石有着共同的来源故事——400公里(250英里)以下的地表下生物遗骸的再循环。

地球上有三种主要类型的天然钻石。第一种是岩石圈钻石,它们形成于地球表面以下约150至250公里(93 - 155英里)的岩石圈层。这些是最常见的,可能是你在订婚戒指上找到的那种钻石。

然后有两种更稀有的类型——海洋钻石和超级深大陆钻石。

海洋钻石发现于海洋岩石中,而深大陆钻石则是那些形成于地球表面以下300至1,000公里(186和621英里)之间的钻石。

为了让你有个概念,我们将太空分类为海平面以上100公里(62英里),国际空间站绕地球轨道约400公里(250英里),而人类从未设法在地面上挖掘超过12.2公里(7.6英里)。因此,超级深大陆钻石形成于地球地幔的深处。

正如你所期望的,海洋和超级深大陆钻石看起来非常不同。因为碳同位素δ13C的变化可以用来确定碳是有机还是无机起源,过去的研究人员曾提出海洋钻石最初是由曾经存在于生物体内的有机碳形成的。

另一方面,超级深大陆钻石的δ13C含量极其多变。很难判断它们是否由有机碳制成。

但在由科廷大学地质学家Luc Doucet领导的新论文中,研究小组发现超级深大陆钻石的核心具有相似的δ13C组成。令人惊讶的是,这意味着,像海洋钻石一样,这些宝石也含有曾经生物的遗骸。

“给古老的垃圾变宝藏格言带来了新的意义,这项研究发现地球的引擎实际上将有机碳转化为数百公里以下的钻石,”Doucet说。

“来自地球更深地幔的岩石,称为地幔柱,然后通过火山喷发将钻石带回地球表面,供人类享受为珍贵的宝石。”

在岩石圈中,一些深钻石成为被无机钻石外壳包裹的核心,其同位素与岩石圈中的钻石相匹配。这解释了为什么它们的δ13C组成如此多变。

近年来,我们对科学家第二喜欢的碳形式有了惊人的了解。

凝视有瑕疵的钻石可以帮助研究人员发现它们的最初时刻;这些晶体结构甚至在比地球核心压力高出五倍的压力下也能保持不变;2019年,我们甚至发现了一个含有另一颗完整钻石的钻石。

但这项新研究并不是故事的结束——远非如此。科学家们不确定为什么这些比岩石圈更深的稀有钻石使用这种再循环的有机碳。

“这可能与那里的物理-化学环境有关”,科廷大学地质学家Zheng-Xiang Li解释道。

“一个新科学发现提出更多需要进一步调查的问题并不罕见。”

这项研究已发表在《科学报告》上。

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