我們如今當然認不出原始地球曾有哪些地貌，但科學家長期懷疑地底深處有個神祕岩石層，保留了這顆星球混亂過去的蛛絲馬跡。最近，科學家找到幾乎和地球一樣老的「史前鑽石」，有力證明神祕岩石層的存在，或藏有地球最原始面貌的線索。
地球構造分為地殼、地函及地核，其中地函又再分成上部地函、過渡帶及下部地函。長期以來，科學家懷疑過渡帶中有個特殊區域，包含地球形成以來相對不受干擾的原始岩石層，成分幾乎沒怎麼變過。然而到目前為止，都沒有確鑿證據表明岩石層是否存在、確切在多深處。
直到最近，澳洲國立大學（ANU）領導的國際團隊，分析提取自巴西茹伊納地區礦井的鑽石氦同位素，發現這些鑽石極為古老，很可能就來自這個神祕岩石層──位於地表下方 410~660 公里深處。
多數鑽石形成於地下 150~230 公里，透過熔融物質運送到地表；但偶爾，會有一些形成於地下 230~800 公里的「超深」鑽石被帶到地面，後者與淺層鑽石有明顯差異，雖然沒有打磨後的珠寶那麼璀璨，但它們的價值來自可提供地球過去的化學訊息。
具體來講，新發現的深層鑽石含有兩種氦同位素：氦-3、氦-4，這些成分可證明部分地函已被「隔離」數十億年。
氦-3 是很穩定的同位素（不容易衰變成其他元素），原子核由 2 個質子和 1 個中子組成，在核融合反應爐是非常有潛力的燃料，因為純氦-3 融合熱核反應只會產生沒有放射性的質子，故使用氦-3 為能源不會產生輻射，不會為環境帶來危害。
然而地球自形成以來就沒有再產生新的氦-3，跑到地表的氦-3 都會逃逸到外太空，所以地表氦-3 含量極少，相對豐度僅 0.000137%，無法大規模當作能源用途──倒是月球表面的風化層被認為富含大量氦-3，估計含 100 萬噸以上，所以你知道為什麼大家熱中去月球採礦了嗎？
氦-4 則是天然氦中最豐富的同位素，相對豐度 99.999863%，且可經由放射性衰變產生，因此科學家相信在地球，理應會找到更多氦-4 而不是氦-3。
某些熔岩發現異常高比例的氦-3
然而 1980 年代左右，科學家從某些玄武岩熔岩發現，氦-3 同位素的比例遠遠超過預期。與氦-4 相比，氦-3 比例相對較多的物質必須形成於早期地球，且已和地表隔絕很長一段時間方能避免逸散，於是科學家推測熔岩很可能從地球深處某個儲層，攜帶這種過去 40 億年來都沒太大變化的元素上升。
研究團隊分析的這批新深層鑽石中，氦-3 含量最高的金剛石氦-3、氦-4 比例約為 1：14,300，你可能覺得比例看起來還是很懸殊，但其實已比空氣中氦-3、氦-4 的比例高出約 50 倍（空氣比例僅 1：714,000）。
超深層鑽石的氦-3 出乎意料的豐度表明，大量氦-3 很可能就被鎖在過渡帶不受干擾的岩石層。研究主要作者、地球科學家 Suzette Timmerman 表示，不確定出於何種原因，但要讓今天的我們看到這些成分，表明自地核與地函分離以來，該岩石層從未與地函其他部分或地殼下降的物質混合。
現在，幾乎可以肯定這個與地球一樣老的岩石層存在，但科學家還是不知道它有多大、是否均勻分佈在更深層地函。新論文發表在《科學》（Science）期刊。
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（首圖來源：Graham Pearson/澳洲國立大學）
