為什麼鑽石是作為珍貴寶石而不是普通石墨塊形成的。

為什麼鑽石是作為珍貴寶石而不是普通石墨塊形成的。

一位QUT地質學家發表了一項關於數十億年前地球熱演化的新理論,該理論解釋了為什麼鑽石是作為珍貴寶石而不是普通石墨塊形成的。

這項研究中,研究人員觀察了從世界各地收集的數千塊火山岩中氧化鎂的含量。這些火山岩至少有25億年的歷史。這項研究挑戰了關於地球演化的一個普遍理論,並解釋了為什麼在40億至25億年前的太古時代,地幔溫度足夠低,可以產生鑽石。

研究者認為對太古時代岩石樣本中氧化鎂含量的分析與傳統觀點相矛盾,傳統觀點認為地球的地幔比現在熱得多。研究岩石起源、結構和組成的岩石學家普遍認為,直到25億年前,地球的整個地幔都要比現在熱得多。但研究的分析是,主流理論只對了一半。雖然下地幔明顯更熱,但上地幔也就是670千米以下的區域並不比現在熱。

研究認為重要的是上地幔,因為觀察到的火山岩來自上地幔。為了解釋這一理論,研究者用了一個類比:一個人想在冬天打開暖氣,卻關不上窗戶,以此來取暖。這樣可以隨心所欲地產生熱量,但溫度不會升高。

研究真正感興趣的不是產生了多少熱量,而是地球內部的溫度。假設是:更多的熱量,因此更熱。但是我們展示的是:更多的熱量,而不是更熱。地球產生了更多的熱量,但同時也在釋放熱量,可以說,打開了更多的窗戶。

這一理論來自於儲存在古代岩石中氧化鎂含量的證據。在那個年代的絕大多數岩石樣本中,氧化鎂的含量與現代熔岩相似,這表明溫度是相似的。實驗人員可以重新創造導致地幔融化的條件。這些實驗毫無疑問地告訴我們,地幔融化的溫度越高,熔體中的鎂就越多。

研究假設與今天相比,會在更古老的岩石中發現更多的鎂。有些岩石含有更多鎂,但它們不是來自上地幔。冷上地幔理論有助於解釋鑽石的形成,其中大多數鑽石形成於這一時期,如果上地幔太熱,它們就會變成石墨塊。

另外一項研究認為25億年前的上地幔比以前認為的要冷得多,這一認識也回答了另一個長期存在的爭議領域。地質學家們對構造板塊運動的看法存在分歧。如果上地幔在250萬年前比現在熱得多,那麼海洋板塊就會更厚,彼此之間也很難移動。

新發現的上地幔溫度較低的證據,解釋了位於上地幔之上的板塊如何快速移動並相互碰撞。研究者認為,瞭解地球的熱演化對於瞭解地球的許多方面,例如大氣的演化、陸地的出現以及生命的演化,都是至關重要的。地質學家認為目前的狀態是40多億年的累積歷史。如果我們不理解這段旅程,我們就不能完全理解現在。

為什麼鑽石是作為珍貴寶石而不是普通石墨塊形成的。


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