超深钻石揭开地球内部的秘密

　　舍尔钻石公司，由公司最好的钻石切割手约瑟夫阿舍尔（JosephAsscher）操刀。据报道，因这块原钻太大，锤子的第一次重击竟将刀子震碎，阿舍尔当场昏倒。不过阿舍尔最终成功将这颗原钻切割成9颗大钻石，最大的一颗重达530。20克拉，此外还有96颗较小的钻石。最大的几颗成为英国皇冠和权杖上的装饰及英国王室的私人珠宝，其余较小的钻石则卖给世界各地的客户。就在这个时候，他们注意到一个令人费解的模式。大多数被称为I型的钻石都含有大量的氮，这影响了钻石的晶体结构，并为钻石增加一丝淡黄色或棕色。不过，有时某颗钻石上几乎检测不到这种元素的痕迹。这些是II型钻石，极其罕见，通常是非常大的钻石。
　　史密斯说，这类钻石与众不同的不仅仅是大。当你观察这些很大高质量的（II型）钻石时，比如库利南钻石，发现都有一些异常之处，这些钻石较有可能属于罕见的同类。这曾经是一个长期未解的谜团。
　　最终，科学家发现一些钻石是超深钻石，即在地表以下极深处形成，其深度超乎想象，远超于一般钻石。另外还确定了一些最有可能发现超深钻石的钻石矿，比如南非的库利南矿和附近莱索托王国的莱特森矿（Letseng），史密斯在显微镜前研究的124克拉钻石就出产于后者。
　　但在之前几十年期间，大多数在地球深处发现的钻石都很微小，没有特别的价值。要研究大型、昂贵的钻石却一直很麻烦，没有人检查过这些巨钻是否也属于超深一类。史密斯说，我们从来没有想到某些超深钻石会是什么珍宝，没有想过有人会把超深钻石戴在身上，或者，你知道，装饰在王冠或权杖之类的东西上。
　　史密斯2020年研究发现的关键证据是一种很难找到的矿物，这是6年前在一颗于1879年撞击地球的陨石碎片中首次发现，而这个陨石已有45亿年历史。
　　据认为，这块古老的地外岩石曾经是一个更大的天体小行星的一部分，在撞击地球的一次灾难中破裂。撞击时产生的惊人高压类似于地球内部的强大压力。
　　这颗被称为特纳姆（Tenham）的陨石在下落中破碎，碎片散落在澳大利亚昆士兰州，其中许多被人收集，最终由一位地质学家的遗孀送给了伦敦的大英博物馆。143年后的今天，科学家对这些陨石碎片进行了广泛的研究，特别是想知道这些碎片是否能提供有关我们地球内部的信息。
　　2014年，科学家们在这些天外来客的其中一块岩石中发现了桥锰石。尽管这种矿物在地球上是储量最丰富的物质，但却只能在地幔的高压下存在，而地幔在处于熔融状态的地核之上。桥锰石就像许多高压矿物一样，到达地表就会分解，因此这还是人类第一次看到桥锰石的真面目。
　　令人相当意外的是，史密斯研究的124克拉钻石中也含有仅存于地幔中的这种矿物质，不过呈现破碎状态，因为即使包裹在坚不可摧的钻石中，到了地表，桥锰石一般也无法维持原状。这表明，这颗闪闪发光的大钻石是在超深的下地幔形成的，在地球这个深度，压力至少是海平面的24万倍，是海洋最深处马里亚纳海沟（MarianaTrench）压力的240倍。
　　但为什么这一切使得超深钻石非同寻常？超深钻石能否告诉我们其所在的那个人类看不见的世界的任何信息？传说因库利南巨钻太大，第一次切割把刀具都撞断。
　　来自远古的碳
　　根据史密斯的说法，世界上最大和最有价值的钻石的不同寻常的品质完全取决于其形成方式。
　　即或是一般普通钻石，其起源至今仍然有些神秘，科学家认为钻石是以一种流体的形式开始其形成晶体的历程，最初有可能是被困在地底深处的远古海水，然後随着下沉的大洋板块到达地球深处。不知什么原因，也许是由于温度或压力的突然变化，富含矿物质的水最终会把溶解在水中的碳排放出来，被排出来的碳然后沉淀，最终在地球深处的巨大压力下结晶成为钻石。
　　但像库利南钻这样的超深钻石就不一样了。这些钻石不是在水中开始的，而是在更深的地球内部，从溶解在液态金属中的碳开始。史密斯说，这就像溶解了硫和碳的熔状铁镍合金。所以是一种完全不同的流体，但仍然是含碳的流体。经历某种化学或温度变化的影响，导致碳从金属流体中结晶出来。因此最初的金属液体含有较少的氮，所以由此产生的钻石氮元素含量极低，因此更加透明。
　　简而言之，克力匹尔超深钻石不仅仅是以某种方式增长到惊人比例的钻石，其从开始诞生就相当不凡。事实上，超深钻石无与伦比的尺寸和透明度正是其不同寻常的形成方式的直接结果。自从超深钻石被发现，这种来自地球超深处的宝石开始揭示我们星球深处一直对人类严防死守的某些秘密。
　　在其漫长的历史中经历过碰撞的陨石可以为了解地球深处的情况提供重要线索
　　史密斯说，我认为（超深钻石）告诉我们的最重要的信息是有关海洋构造板块下沉到地球的俯冲过程。
　　这是我们在学校课堂上都学过的地质现象。地球岩石圈被分割成七个构造板块，漂浮在地球表面，当彼此摩擦时就会产生地震，当彼此分开或靠得太近时就会产生火山。至关重要的是，在新板块不断形成的同时，一些板块也会逐渐缓慢地滑入地壳之下，再也不会出现在地球表面。
　　虽然科学家们一直怀疑这些消失的俯冲板块通常是较重的海洋板块，最终会漂流下沉到更近地核的下地幔中，但这一猜测从未得到证实。史密斯说，你可以去看一座火山，然后说，‘是的，这些岩浆来自地球’，或者去海洋中的热液喷口，看到新的地壳正在形成但除此之外，真的很难做相反的事（即深入地球探看），只能问道，有什么东西进入了地球？
　　但超深的钻石可以为我们探看地球深处的秘密提供重要的线索，因为很神奇的是，这些从地表消失的构造板块可能就是超深钻石的原材料。史密斯说，所以我们现研究的钻石看起来像大致是下沉到下地幔中的海洋地壳的碎片。这些钻石的物理特性告诉我们，这个形成过程在物理学是说得通的。
　　超深钻石除了证实最终到达地球内部的海洋板块发生了什么变化，还能告诉我们，在下地幔中可以发现什么样的东西。首先，那里一定有碳，否则钻石就不会存在。但在2021年，在巴西的茹伊纳（Juna）发现了一颗罕见的超深钻石，表明下地幔可能也有整个海洋的世界上最大的钻石一般也特别透明清澈。
　　这粒巴西超深钻石中含有一种鲜艳的蓝色矿物，即带有水份的尖晶橄榄石（ringwoodite）。这是在极高压下形成的一种特别橄榄石。一般橄榄石是构成大部分上地幔的绿色岩石。在显微镜下，这粒尖晶橄榄石看起来像一个很小的靛蓝色玻璃碎片，这种橄榄石中含有2。5左右的水。
　　很多年来，科学家们一直认为，地球表面的所有水：河流、冰盖、湖泊和海洋中的水，其原始源头都来自地幔。但是地幔中的水究竟储存在哪里一直是有争议的，特别是因为一般橄榄石储水能力很差。然而，含水尖晶橄榄石的发现表明，水可能储存在地幔更低的地方，也即是许多超深钻石形成的地方。
　　科学家对超深钻石了解得越多，就越清楚地认识到，超深钻石不仅在金钱方面具有非凡的价值，而且要是没有这些来自地球深处的宝石，地球深处发生的许多变化至今不为人类所知。
　　史密斯说，你试图在显微镜下仔细观察某样东西时，你肯定会有一种惊叹不已的感觉，但同时你也会在脑海中想到你正在处理的东西价值数百万美元。有几次，我的意思是，看着其中一些东西，想着，‘哦，如果我们能打开来看或更详细地研究不是很好吗，因为这是如此迷人的科学样本’但你不能，因为这是无价之宝。这是一种很怪异的矛盾感受。
　　由于通常没有人想砸破钻石作研究，史密斯不禁渴望有一种破坏性较小，但手段也很彻底的选择，即让钻石保持原始形态。钻石从地球深度冒出来时，是粗糙的块状，也没有经过切割和打磨后那种夺目光泽，但你看到的钻石表面能够讲述钻石在地底的冒险历程。
　　史密斯说，钻石会受到岩浆的化学反应侵蚀，最终形成钻石极其独特的形状和复杂的表状，钻石的自然表面是由数百万年来各种不同的力量雕塑出来的。这是独一无二的，让我感到美不胜收。