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有关地球地幔里钻石是如何形成的新颖理论

发布: 2014-11-25 19:05 | 来源:网络 | 作者:admin | 查看:

 科学家们之前并不知道地球深处存在这些这些高浓度的易溶解的碳物种

  科学家们之前并不知道地球深处存在这些这些高浓度的易溶解的碳物种

  科学日报报道,美国约翰霍普金斯大学的科研小组的最新发现揭示了有关地球地下深处碳的长久未知的细节,并暗示了这种地下碳影响地球上生命历史的可能途径。研究小组还提出了一项有关地球地幔里钻石是如何形成的新颖的相关理论。

  在过去的几十年间,虽然科学家们对地球地壳里碳所起的至关重要作用的了解越来越全面,但他们对地球地下深处的碳的特性却知之甚少。利用约翰霍普金斯大学地球化学家迪米特里·斯韦尔杰斯基(Dimitri Sverjensky)建立的模型,华盛顿卡耐基研究所的文森佐·斯塔尼奥(Vincenzo Stagno)和约翰霍普金斯大学研究生黄芳(Fang Huang)首次计算了地球表面下方100英里深处流体里存在的碳含量以及类型,在那里温度高达1149摄氏度。

  在这项发表在期刊《自然地质科学》上的文章里,斯韦尔杰斯基和他的研究小组演示了在俯冲带深处除了已经记载的二氧化碳和甲烷的存在,还有非常丰富的一系列有机碳物种,后者或可能激发钻石的形成,甚至可能成为微生物的食物。

  “这些地下深处的流体或可能将生命所需的基本建构单元运输至地球表面,这真是令人激动的可能性,” 地球和行星科学学院的教授斯韦尔杰斯基说道。“这可能是生命起源的关键。”

  斯韦尔杰斯基的理论模型名为地球深处水模型,它使得研究小组可以确定地球地幔里流体的化学组成成分,这些流体从下降的地球板块里所流出。某些与地幔橄榄岩矿物质保持平衡的流体包含科学家们所预料的二氧化碳和甲烷。但那些与钻石和榴辉岩矿物质相平衡的流体则包含溶解的有机碳物种,后者包含类似醋的乙酸。

  科学家们之前并不知道地球深处存在这些这些高浓度的易溶解的碳物种,这表明它们帮助运输了大量俯冲带的碳至叠加的地幔楔体,在那里碳可能会改变地幔并影响碳元素的循环,碳元素最终将回到地球大气层。

  研究小组还认为这些包含有机碳物种的地幔流体可能以之前未知的方式创造了钻石。科学家们一直相信钻石的形成源于以二氧化碳或者甲烷开始的化学反应。这些有机物种提供了一系列不同的初始材料,并最终创造了宝石矿石。这项研究属于一项长达10年的全球项目(名为深碳观测站)的一部分,后者旨在进一步理解地球上的碳。这项研究得到了阿尔弗雷德斯隆基金会的资金支持。



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