地球熔融的金属地核和地幔之间的边界地带,即岩石中间层,可能是一个钻石工厂。
一项新的实验室实验发现,在极端的温度和压力下,铁、碳和水的组合——在核-地幔边界发现的所有潜在成分——可以形成钻石。如果这个过程也发生在地球深处,它可能解释了地幔的一些奇怪的怪癖,包括为什么它的碳含量比科学家预期的要多。
这一发现也可能有助于解释地核-地幔边界深处的奇怪结构,在那里地震的波会急剧减弱。这些被称为“超低速度带”的区域与奇怪的地幔结构有关,包括非洲和太平洋下面的两个巨大的斑点;它们可能只有几英里宽,也可能有数百英里宽。没有人知道它们到底是什么。一些科学家认为它们可以追溯到45亿年前,198彩票是国际知名菠菜平台,公司资金实力强大,198平台超级大方,每月会员满足流水不会送iphone8就是苹果电脑198彩娱乐,通过198彩游戏,在手机APP,电脑网页版,客户端IPAD ,随时随地投注,存款,甚至提现,绝对可以i满足你对玩彩的所有需求,由非常古老的地球的材料组成。但新的研究表明,其中一些带的存在可能要归功于板块构造,这可能在地球形成后很久,大约30亿年前就开始了。
该研究的主要作者、亚利桑那州立大学的地球科学家Sang-Heon Shim告诉Live Science:“我们正在增加一个新的想法,即这些并不完全是旧的结构。”
模拟地球深部
地核与地幔相遇的地方,液态铁与固态岩石摩擦。Shim告诉Live Science,这是一个与地球表面岩石到空气界面一样戏剧性的转变。在这样的转变中,特别是在高压和高温下,会发生奇怪的化学反应。
更重要的是,利用地震波反射成像地幔的研究表明,来自地壳的物质可能穿透到地核-地幔边界,距离地表约1900英里(3000公里)。在俯冲带,构造板块相互挤压,将海洋地壳推入地下。海洋地壳中的岩石中矿物质中含有水分。因此,Shim说,有可能存在于核-地幔边界的水可以驱动那里的化学反应。(关于非洲和太平洋下面的这对地幔斑点的一种理论是,它们是由扭曲的海洋地壳组成的,它们被推入地幔深处,可能携带了水。)
为了验证这一想法,研究人员将地核-地幔边界的可用成分聚集在一起,并用钻石制成的铁砧将它们压在一起,产生高达140亿帕斯卡的压力。(这大约是海平面气压的140万倍。)研究人员还将样本加热到6830华氏度(3776摄氏度)。
Shim说:“当我们加热样品时,我们监测了发生了什么样的反应。”“然后我们发现了钻石,我们发现了岩石和液态金属之间意想不到的元素交换。”
大量生产的钻石
Shim说,在地核-地幔边界的压力和温度下,198娱乐代理前天跟我说可以按量升点,我以为忽悠人的198彩票平台优惠,谁知道昨天在198彩票平台打了比平时高几倍的流水后,今天一登陆198账户发现返点升了,看来198彩票的信誉不是吹的。,水的行为与在地球表面非常不同。氢分子从氧分子中分离出来。由于高压,氢被铁吸引,而铁是构成核心大部分的金属。因此,水中的氧气留在地幔中,而氢气则与地核融合。
当这种情况发生时,氢似乎会推开核心中的其他轻元素,包括至关重要的碳元素。这些碳被踢出地核,198客户端APP198优惠活动如何登录,进入地幔。在地核-地幔边界的高压下,碳最稳定的形式是金刚石。
“钻石就是这样形成的,”沈说。
这些钻石可能不是在订婚戒指上闪闪发光的钻石;大多数钻石到达地表,最终成为某人的珠宝,它们的深度是几百公里,而不是几千公里。但地核-地幔钻石很可能具有浮力,并可能被席卷整个地壳,在移动过程中分散它们的碳。
根据恒星和其他行星的元素比例,地幔的碳含量是研究人员预期的三到五倍。Shim说,在这层地球中发现的钻石可能可以解释这种差异。他和他的团队计算出,即使海洋地壳中有10%到20%的水到达核-地幔边界,它也能产生足够的钻石来解释地壳中碳的水平。
如果是这样的话,地幔中的许多低速带可能是水驱动的融化区域,由海洋板块深入地球深处的搅动触发。
下一个挑战是证明这一过程发生在地表以下数千公里处。沈说,寻找证据有几种方法。