新研究表明,地球內部藏有數以千兆噸的鑽石

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 17 日 13:18 | 分類 自然科學 follow us in feedly

人類物以稀為貴的鑽石,對地球自身而言一點也不稀奇,藉由地震波探測,科學家新發現地球內部可能存有數以千兆噸的鑽石。不過不要有非分之想,這些鑽石處於地表下方約 145~240 公里的古陸塊根部,位置比地殼厚度還要深,它們只能是地球自身資產。



研究團隊成員包括來自麻省理工學院、哈佛大學與加州大學柏克萊分校的科學家。

美國地質調查局(USGS)手上握有過去幾十年全球地震活動、海嘯、人為爆炸的地震波觀測紀錄,我們可以透過追溯確定震波起源;由於地震波速度取決於行經的岩石溫度、密度及成分,科學家也可以利用這些能量波數據建置地球內部模型,並推論構成地殼和與上部地函的岩石圈。

然而,科學家繪製地球內部時出現了一個無法解釋的異象:地震波穿越古老的克拉通(cratonic)根部時往往會顯著加速。

克拉通也稱穩定地塊、大陸核心、古陸、古陸核、剛塊、安定地塊,是大陸地殼上古老且穩定的區域,形狀如倒山,距離地表逾 160 公里,根部則深深插進地函達 320 公里。最近 5 億年內,當大陸和超大陸經歷會聚分裂過程時,克拉通幾乎沒有變化,甚至有些克拉通陸塊可能在 20 億年前就形成。

已知克拉通陸塊溫度比周圍地函冷、密度也更小,所以地震波經過時的速度確實會因此較快,但無論如何也都不該快成測量的數值。

如果我們假設克拉通根部還藏匿著其他物質,才導致地震波通過的速度更快呢?這就是新研究目的,該團隊利用美國地質調查局的數據建成克拉通根部 3D 模型,在實驗室內結合各式各樣礦物製出虛擬克拉通陸塊,再計算震波穿過不同虛擬岩石的速度。

最後,團隊得出只有一種類型的克拉通會帶來與數據相符的震波速度:岩石中含有 1~2% 鑽石成分,其餘為橄欖岩(上部地函主要岩石類型)及榴輝岩。

換句話說,如果克拉通結構中有 2% 由鑽石構成,就相當於有 1,016 噸鑽石埋在地下,加上克拉通密度較周圍物質小,所以會浮在地函上部而不會下沉。

地球比我們想像中的還要富裕,坐擁較過去估計值還要高 1,000 倍的鑽石數量。只不過,這些稀有結晶人類也無法得手,只能用最原始的方式等待金伯利岩(Kimberlite)充當傳送帶,將深層鑽石送到地球表面。在此前,它們與地球一體同心,載浮載沉。

研究發表在《Geochemistry,Geophysics,Geosystems》期刊。

(首圖來源:pixabay

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