脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里

撰文:MAYA WEI-HAAS
 
脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里
地球内部可能充满这种闪闪发光的钻石。
摄影:CARY WOLINSKY
 
  你脚下踩着的可能是一万亿吨钻石。但你需要先搞清楚一件事,然后才能像个大反派似的披上披风、抢走最近的巨型钻头,那就是这些钻石位于距离地面大约160公里的地下,深不可及。
 
  科学家利用地震波来估测某个地质层的组成成分时,发现地球深处潜藏着海量钻石。而研究结果显示,地球上潜藏的钻石含量是研究者之前认为的1000多倍。近日,该研究已在《地球化学、地球物理学和自然地理学》杂志上发表。
 
  诸如美国地质调查局这样的机构组织会使用大量地震仪,在全球各地监测地球上发生的每一次地震。地震仪获取的信息不仅能帮助科学家更好的认识地震,研究者还能借助地震波描绘地球内部构造的影像资料。岩石的刚度、温度、密度以及组成成分都会影响地震波在其内部的传播。因此,科学家能通过检测地球上发生的地震,估测地球内部潜藏的物质,无须借助超级钻头。
 
  多年来,一些怪异现象引起了研究人员的注意。那就是地震波在距离地表160公里的地下,以快于预期的速度传播着。该区域潜藏着所谓的“克拉通根”,即“支撑着其上方大陆的冰冷、稳固、坚硬的地幔”,形似倒立的山峰,宾州州立大学的博士后研究员、研究作者Joshua·Garber说道。
 
  克拉通岩石极其古老,在地球出生的20亿年中逐渐形成并达到稳定状态。一些火山的喷发过程非常罕见,地球内部岩浆会带着大块古老岩石喷出地表,研究人员借此机会对它们的组成成分展开研究。但是,克拉通根的具体成分以及声波在其中传播的原理却一直是未解之谜。(例如,科学家最近在地球深处的钻石中发现了一种前所未知的矿物质。)
 
脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里
俄罗斯米尔钻石矿的一个钻石矿坑冒出有毒的浓烟。为了向深处挖掘,矿工利用炸药炸开了岩石,于是矿坑开始冒出大量浓烟。
摄影:GERD LUDWIG,NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
 
脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里
这个钻石开采营地位于加拿大西北地区的海岸上。
摄影:JOEL SARTORE,NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
 
脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里
矿工每年从西澳大利亚阿盖尔钻石矿挖掘的钻石多达3400万克拉。
摄影:SAM ABELL,NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
 
脚下洞天:千万亿吨钻石深藏地下160公里
人们曾在纳米比亚的骷髅海滩上寻找钻石。
摄影:GEORGE STEINMETZ,NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
 
闪闪发光的科学
 
  在一项新研究中,研究人员利用地震数据研究了其传播形式的不同三维模型,紧接着又分析了岩石组成成分、浮力乃至不同可能物质的电磁性质,试图借此破解为什么岩石会出现观测到的地震波传播速度。
 
  “不同于之前做过的研究,这一次我们发现,不能利用地幔中的主要岩石类型——橄榄岩来解释这些不同的(传播)速度。我们需要稍微坚硬一些的岩石才能解释这些现象,”Garber说道。
 
  那么答案是什么?钻石,而且一定是大量的钻石。
 
  据研究人员估计,加上少量被称为榴辉岩的海洋地壳岩石,地球内部共潜藏着一万亿吨钻石。而且事实上,Garber指出这还只是地球所有岩石的一小部分。按容量计算,只有2%的克拉通根由钻石构成。
 
  其实,研究人员很久之前就知道,地表之下潜藏着大量以二氧化碳和含碳矿物形式存在的碳,比如石墨、方解石和钻石。虽然珠宝店里的钻石价格不菲,但从地质学角度讲,钻石实际上并不稀缺。
 
  “我们没想到会有这样的发现,但就发现本身来讲,算是意料之中”,Garber在提到最新的钻石含量估测时表示。
  
  即便如此,一万亿吨也绝不是小数目。“如此庞大的钻石储量确实令人大吃一惊,”耶鲁大学的地震学者Maureen·Long说道,她本人没有参与新研究。
 
深入挖掘
 
  在Long看来,新研究“在很多方面都很令人兴奋”。此外,她强调,该项研究非常严谨,把很多影响因素都考虑了进去。
 
  话虽如此,新研究结果仍无法最终定论地球上的钻石矿藏量:“我对研究结论持怀疑态度,”西北大学的地震学者Suzan van der Lee这样说道,她本人没有参与新研究。尽管她肯定并赞扬了研究的严谨性,但表示仍有尚未检测过的其它模型存在,而这些模型可能会指向不同的结论。
 
  目前,Long和van der Lee都肯定的是,这项研究朝着正确的方向进了一步,因为研究结果来自一群有着不同背景、不同专长的研究人员,是他们共同研究所得。研究人员曾参与了为期一个月的项目,被称为地球动力研究合作研究所,正式这一项目将各个领域的科学家聚集在了一起,共同参与研究。
 
  但目前还存在一个重要的问题,那就是未来人类究竟能否获取这些钻石宝藏?Garber对此持否定态度,认为“至少按照人类的时间尺度来看,这是不可能完成的”。迄今为止,即便使用最先进的技术,人类向地下挖掘的深度也无法突破12公里,因此挖掘160公里,甚至更深绝对是极其巨大的挑战。
 
(译者:流浪狗)
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