非洲钻石展示地球深处数十亿年演化历史

康怡儿

【正见新闻网2021年05月18日】

科学家把钻石称为“来自地球深处的信使”。5月11日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)的一份研究,不仅在钻石的研究技术上获得突破,研究人员通过里面的杂质展示了数十亿年来地球演化的部分情况。

宝石级别的钻石对纯度要求很高,可是这对研究人员来说能够提供的信息却很少。这份研究的主要作者哥伦比亚大学(Columbia University)的韦斯(Yaakov Weiss)说,他们这次研究的10颗钻石,来钻石厂商戴比尔斯(De Beers)位于南非的几个矿点。

“我们喜欢那些没人要的钻石。”韦斯说,里面杂质多,看起来“脏兮兮”的钻石,对他们来说里面有着无尽的信息宝藏。

以前科学家都在研究钻石里面的固体杂质,以确定钻石形成的年代。但是这些固体杂质不一定是和钻石同时期生成的。这份研究通过钻石里面的小液滴杂质确定其年代。研究人员认为这种小液滴一定来自钻石形成的年代。

这个研究组通过鉴定液滴里面放射性元素钍和铀,与它们衰变后的产物氦4的比例,鉴定钻石的形成年代。结果发现,南非地下的钻石主要来自三个历史时期。

最古老的钻石来自距今26亿年前到7亿年前这段时期。来自这段时期的液体里面富含碳酸盐矿物质。而这个时期,正好是地质学家已知的,地球陆地上形成大量高山的时期。研究推测,这显然是地下大量岩石经历撞击和挤压过程的表现。

接下来是距今5.5亿年到3亿年前这段时期。这期间非洲大陆的地形经历了一个调整的阶段。来自这段时期的液滴富含二氧化硅矿物质。研究人员认为,这说明当时地下岩石的状况发生了改变。陆地上很多高山也在这个时期形成。

最近代的一个时期是距今1.3亿年前到8500万年前。来自这段时期的液滴的成分又不一样了:富含钾钠盐化合物。这说明形成这些钻石的碳元素不是直接来自地球深处,而是来自海洋的底部,而它们应该是在地壳运动中沈到海底的陆地板块。也就是说,形成某些钻石的碳元素可能是来自地球的表面,以前科学家认为这不可能。这份研究证明了这种过程的可能性。

有趣的是,这份研究发现至少有一颗钻石里面的液体,既来自最早的钻石形成年代,又来自最晚的年代。研究认为这说明了钻石的发展过程:可以在原来晶体的基础上,再裹上新的一层。

韦斯说,还可以用这种方法研究来自其它地区的钻石,比如澳大利亚、巴西、加拿大北部和俄罗斯这些地区,尝试了解这些区域地下深藏的秘密。

(大纪元)

添加新评论