地质学家认为地球上可能有千万亿吨的钻石

尽管钻石以极其稀有和珍贵而闻名，但它比你想象的要常见得多。其他行星，如天王星，可能也充满了钻石。它们甚至现在就漂浮在一些太空岩石上。事实证明，我们地球人可能正坐在一个钻石矿脉上——实际上有一千万亿吨。

地表以下 100 多英里处有一块地质区域，被称为“克拉通根”。它们位于地质学家所称的“克拉通”之下，克拉通是大陆内最古老、最稳定的岩石部分。有些深达地球内部——能够延伸至 200 英里深，穿过地壳，进入地球的地幔——因此被称为“根”。

“克拉通与地球历史上一些最重要的事件密切相关，例如板块构造的开始和大陆的形成，”宾夕法尼亚州立大学博士后、新研究的主要作者 Joshua Garber 说。“它们自太古代以来就一直很稳定，至少在 25 亿年前，所以它们有足够的时间经历许多事情……它们在地幔中化学反应了很长时间。”这些发现有助于我们更好地了解地球浅层和深层地幔区域的历史和过程。

在本周发表于《地球化学、地球物理学和地球系统》杂志上的一篇新论文中，一个国际研究小组估计，地球的克拉通根部约有 1% 到 2% 由钻石构成。这似乎是一个很小的数目，但这一小部分足以构成这些巨大地质构造，足以解释一千万亿吨钻石。这是数字 1后面跟着 15 个零！

研究小组发现这一现象时，并非是为了寻找闪亮的宝石。多年来，科学家已经收集了大量与地球地震活动有关的数据。这些数据可用于创建一种 3D 地图，勾勒出地球内部的轮廓。

但并非所有地震数据都一样。大部分地震数据都是利用地震、爆炸和其他事件触发后从地球发出的声波测量得出的。这些声波（也称为剪切速度或摩擦速度）的传播速度取决于它们穿过的物质的类型和温度，因此它们穿过古老克拉通根部的速度更快，因为它们比周围的地幔岩石更冷、密度更低。但剪切速度在克拉通根部以高于预期的速度加速。

“如果该深度的温度比平均温度低很多，那么这种高剪切速度是可以预料到的，”新研究的合著者、加州大学伯克利分校的地​​震学研究员 Barbara Romanowicz 说道。“但与我们对地幔这些区域的了解相比，要形成标准的岩石成分，你需要的温度要低得多。”

研究小组想知道是什么原因导致了如此快的速度读数。他们首先利用现有数据创建了穿过克拉通根部的地震波的 3D 模型，然后对穿过各种地球矿物组合的声波进行了实验室测试，并将这些声波加热到人们期望在克拉通根部找到的温度曲线。

克拉通主要由橄榄岩构成，但无法表现出高剪切速度。地球地幔中只有两种其他矿物可以解释这种速度：榴辉岩（俯冲的海洋地壳下降到地幔区）和钻石。

你需要大量的榴辉岩来促进观测到的剪切速度。与此同时，“钻石的剪切速度极快，所以你只需要一点点，特别是如果与榴辉岩结合，就能与观测结果相符，”罗曼诺维茨说。

实验室测试中唯一能解释自然界观测到的速度的岩石结构只含有少量的钻石——1% 到 2%。这足以调和声波数据的差异，而不会影响克拉通根部的整体测量密度。

虽然这些发现有点出乎意料，但它们却意义非凡（尽管可能没有千万亿吨那么大的意义）。“钻石是一个非常有吸引力的答案，因为它比大多数其他矿物要坚硬得多，”加伯说。“这项研究的一个结果是，如果答案不是钻石，那么除了钻石之外，还存在相当多其他坚硬的成分，而我们对此的证据更少。”

此外，罗曼诺维奇表示，克拉通钻石可能来自俯冲板块上升的含碳流体（钻石本质上是碳的稳定形式，由极高的温度和压力形成）。

但现在不要太兴奋：你永远都不会亲眼看到这些美丽的岩石。再说一次，它们位于地下 100 多英里处——“这比有史以来在大陆上钻的最深的洞深 10 倍左右，”罗曼诺维茨说。“钻头很快就会用完，当温度超过几百摄氏度时就会变软，即使通过注水冷却也不足以补偿。坦率地说，我认为这不会很快发生。”

“另一方面，”她继续说道，“古代火山活动确实会将钻石带到地表。考虑到研究结果，钻石的数量可能比目前发现的还要多，因此还有希望。”我们可能只需要耐心等待，但从地质尺度来看，这种耐心可能要持续到人类存在之后，更不用说我们目前的寿命了。

而且，你真的想这么做吗？如果地球表面有千万亿吨钻石在流通，这些宝石突然间就不会像现在这样珍贵了。钻石可能会变得和一枚铜币一样值钱。（虽然在钻石表面刻上林肯的脸肯定会带来巨大的变化。）