非洲鑽石展示地球深處數十億年演化歷史

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【大紀元2021年05月17日訊】(大紀元記者康怡兒編譯報導)科學家把鑽石稱為「來自地球深處的信使」。5月11日發表於《自然·通訊》(Nature Communications)的一份研究,不僅在鑽石的研究技術上獲得突破,研究人員通過裡面的雜質展示了數十億年來地球演化的部分情況。

寶石級別的鑽石對純度要求很高,可是這對研究人員來說能夠提供的信息卻很少。這份研究的主要作者哥倫比亞大學(Columbia University)的韋斯(Yaakov Weiss)說,他們這次研究的10顆鑽石,來鑽石廠商戴比爾斯(De Beers)位於南非的幾個礦點。

「我們喜歡那些沒人要的鑽石。」韋斯說,裡面雜質多,看起來「髒兮兮」的鑽石,對他們來說裡面有著無盡的信息寶藏。

以前科學家都在研究鑽石裡面的固體雜質,以確定鑽石形成的年代。但是這些固體雜質不一定是和鑽石同時期生成的。這份研究通過鑽石裡面的小液滴雜質確定其年代。研究人員認為這種小液滴一定來自鑽石形成的年代。

這個研究組通過鑒定液滴裡面放射性元素釷和鈾,與它們衰變後的產物氦4的比例,鑒定鑽石的形成年代。結果發現,南非地下的鑽石主要來自三個歷史時期。

最古老的鑽石來自距今26億年前到7億年前這段時期。來自這段時期的液體裡面富含碳酸鹽礦物質。而這個時期,正好是地質學家已知的,地球陸地上形成大量高山的時期。研究推測,這顯然是地下大量岩石經歷撞擊和擠壓過程的表現。

接下來是距今5.5億年到3億年前這段時期。這期間非洲大陸的地形經歷了一個調整的階段。來自這段時期的液滴富含二氧化硅礦物質。研究人員認為,這說明當時地下岩石的狀況發生了改變。陸地上很多高山也在這個時期形成。

最近代的一個時期是距今1.3億年前到8500萬年前。來自這段時期的液滴的成分又不一樣了:富含鉀鈉鹽化合物。這說明形成這些鑽石的碳元素不是直接來自地球深處,而是來自海洋的底部,而它們應該是在地殼運動中沈到海底的陸地板塊。也就是說,形成某些鑽石的碳元素可能是來自地球的表面,以前科學家認為這不可能。這份研究證明瞭這種過程的可能性。

有趣的是,這份研究發現至少有一顆鑽石裡面的液體,既來自最早的鑽石形成年代,又來自最晚的年代。研究認為這說明瞭鑽石的發展過程:可以在原來晶體的基礎上,再裹上新的一層。

韋斯說,還可以用這種方法研究來自其它地區的鑽石,比如澳大利亞、巴西、加拿大北部和俄羅斯這些地區,嘗試瞭解這些區域地下深藏的秘密。◇

責任編輯:朱涵儒

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