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地幔鑽石中含有前所未見神秘礦物質

據國外媒體報導,科學家在一顆從地下深處挖掘的鑽石中首次發現一種從未見過的礦物質,此前他們認為該礦物質不可能在地球上發現。

地幔鑽石中含有前所未見神秘礦物質

該礦物質以著名華人地球物理學家毛河光命名--“毛鈣矽石(davemaoite)”,它是地球上發現的第一種高壓矽酸鈣鈦礦(CaSiO3), CaSiO3的另一種形式被稱為矽灰石,遍佈全球各地,但毛鈣矽石的晶體結構只有地幔高壓和高溫條件下才會形成,地幔是地核和地殼之間的主要固體層。

毛鈣矽石曾被認為是地幔中儲量豐富且具有重要地球化學意義的礦物質,但多年以來科學家並未發現任何直接證據證明它的存在,因為當它朝地表方向移動時壓力降低,會分解成其他礦物質。然而,目前科學家分析一顆來自博茨瓦納的鑽石時,分析顯示它是在地下660公里處的地幔層形成的,該鑽石含有完整的毛鈣矽石樣本,因此,國際礦物質協會現已確認它是一種新型礦物。

該研究報告第一作者、美國內華達大學礦物學家奧利弗·喬納說:“毛鈣矽石的發現令人驚訝!”據悉,喬納和同事採用一種叫做同步X射線衍射的技術發現了該鑽石中含有毛鈣矽石結構,X射線衍射可將高能X射線聚焦在鑽石內部的某個點,具有顯微精度。通過測量返回光線的角度和強度,研究人員可以破解該鑽石的成分,喬納說:“博茨瓦納鑽石中的毛鈣矽石樣本直徑僅有6微米(百萬分之一米),所以普通的礦物質取樣技術可能不會獲得新進展。”

毛鈣矽石被認為在地幔中起到重要的地球化學作用,科學家們推斷稱,該礦物可能還含有其他微量元素,包括:鈾和釷,它們通過放射性衰變釋放熱量,因此,喬納指出,毛鈣矽石可能有助於在地幔中產生大量熱量。

2014年發表在《科學》雜誌上的一項研究指出,研究人員描述了另一種理論上來自地幔的高壓礦物,稱為“布里奇曼石(bridgmanite)”,然而該礦物質並非來自地幔,而是來自隕石內部。喬納稱,毛鈣矽石的發現表明,鑽石可以在地幔深處形成,比之前預計的更深,這意味著可以從地幔中尋找更多新礦物質的最佳採點。

美國卡內基科學研究所地球物理學家Yingwei Fe在發表於《科學》雜誌的一篇文章中稱,喬納等人發現的毛鈣矽石為自然界其他高壓採點勘測帶來了希望,這種難以接近的地幔深層採集樣本,將填補我們對整個地幔化學成分的知識空缺。目前,這項最新研究報告發表在11月11日出版的《科學》雜誌上◆

(據互聯網)

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