在超深的钻石中，地球遥远的过去

(由乔安娜·克莱因撰写)

我们不能挖到地球的中心，也不能时间旅行。但是，如果宇宙可以授予安慰奖，那将是一颗超深的钻石。

这些坚固，稀有的矿物从形成它们的地幔到发现它们的地壳数百英里。一路走来，他们将历史困在微观缺陷中。

“超深钻石基本上只是时间胶囊，” 地球化学家苏泽特·蒂默曼 (Suzette Timmerman) 说。当时在澳大利亚国立大学的她和她的同事最近分析了一组来自巴西的超深钻石，并在其中发现了保存在地球原始历史中的氦。

他们的工作于周四发表在《科学》杂志上，是进一步了解地球自45.4亿年前从岩石和气体融合以来如何进化的一步。这一发现也增加了钻石的吸引力: 它们是永远的，它们完全是过去的。

大约1,800英里厚的地幔从大约25英里处开始，夹在薄的外地壳和致密的铁芯之间。这种古老的岩石填充物占地球体积的四分之三以上。但是由于无法访问，科学家对此知之甚少。

地震研究揭示了地幔内的对流如何使其内容物循环。海洋岛玄武岩-从地幔火山爆发岩浆后冷却的岩石-提供了地幔化学成分的暗示。但是，这两个消息来源都没有透露地幔在任何特定深度是由什么组成的。

部分原因是玄武岩是在熔融过程中收集的元素的冷却混合物。无法解析。但是钻石在其旅程中不会发生物理或化学变化，并且可以隔离研究它收集的任何东西。

钻石在不同的深度形成。当它们这样做时，它们会捕获含有碳，水和稀有气体的矿物质和流体，从而捕获这些环境的快照。这些 “内含物” 是让钻石浑浊的瑕疵。对于地球科学家来说，它们是珍贵的-来自特定时间和地点的古代元素的微观包裹，完美地保存和保护。

大多数钻石形成在地表以下100英里左右。但是在蒂默曼 (Timmerman) 工作的巴西地区，超过99% 的钻石是超深的，它们是在地幔的过渡区形成的，位于254至410英里之间。

蒂默曼 (Timmerman) 和她的团队使用高科技激光和真空来释放捕获在超深钻石夹杂物中的流体。在内部，他们发现了痕量的氦同位素，其比例与在海洋岛玄武岩中发现的比例相似。

氦气在地球上极为罕见，因此它在海洋岛玄武岩中的存在表明，尽管尚不清楚到底有多远，但氦气仍存在于地下某处。

蒂默曼说: “有了海洋岛玄武岩，我们不知道当它们出现时，它们的化学成分发生了多大的变化。”但是，超深钻石中的氦可能仅起源于钻石形成的地方，在地幔中-有力的证据表明那里存在氦气储层。

当地球第一次形成时，它的成分是一个混乱的，直到5000万年左右的时间里，它变成了一个核心，地幔和地壳。蒂默曼 (Timmerman) 认为，在地核和地幔分离后不久，氦储层在地球演化的早期就被隔离了。

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蒂默曼说: “很多人在购买戒指时不会考虑这一点。”“这些钻石中有很多已经有数百万，甚至数十亿年的历史了。想象一下你手指上有那么旧的东西。想象一下这些钻石经历了什么。他们能告诉我们的是惊人的。”