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为什么钻石是作为珍贵宝石而不是普通石墨块形成的
发布时间:2020/2/24    文章来源:    点击:76

一位QUT地质学家发表了一项关于数十亿年前地球热演化的新理论,该理论解释了为什么钻石是作为珍贵宝石而不是普通石墨块形成的。

这项研究中,研究人员观察了从世界各地收集的数千块火山岩中氧化镁的含量。这些火山岩至少有25亿年的历史。这项研究挑战了关于地球演化的一个普遍理论,并解释了为什么在40亿至25亿年前的太古时代,地幔温度足够低,可以产生钻石。

研究者认为对太古时代岩石样本中氧化镁含量的分析与传统观点相矛盾,传统观点认为地球的地幔比现在热得多。研究岩石起源、结构和组成的岩石学家普遍认为,直到25亿年前,地球的整个地幔都要比现在热得多。但研究的分析是,主流理论只对了一半。虽然下地幔明显更热,但上地幔也就是670千米以下的区域并不比现在热。

研究认为重要的是上地幔,因为观察到的火山岩来自上地幔。为了解释这一理论,研究者用了一个类比:一个人想在冬天打开暖气,却关不上窗户,以此来取暖。这样可以随心所欲地产生热量,但温度不会升高。

研究真正感兴趣的不是产生了多少热量,而是地球内部的温度。假设是:更多的热量,因此更热。但是我们展示的是:更多的热量,而不是更热。地球产生了更多的热量,但同时也在释放热量,可以说,打开了更多的窗户。

这一理论来自于储存在古代岩石中氧化镁含量的证据。在那个年代的绝大多数岩石样本中,氧化镁的含量与现代熔岩相似,这表明温度是相似的。实验人员可以重新创造导致地幔融化的条件。这些实验毫无疑问地告诉我们,地幔融化的温度越高,熔体中的镁就越多。

研究假设与今天相比,会在更古老的岩石中发现更多的镁。有些岩石含有更多镁,但它们不是来自上地幔。冷上地幔理论有助于解释钻石的形成,其中大多数钻石形成于这一时期,如果上地幔太热,它们就会变成石墨块。

另外一项研究认为25亿年前的上地幔比以前认为的要冷得多,这一认识也回答了另一个长期存在的争议领域。地质学家们对构造板块运动的看法存在分歧。如果上地幔在250万年前比现在热得多,那么海洋板块就会更厚,彼此之间也很难移动。

新发现的上地幔温度较低的证据,解释了位于上地幔之上的板块如何快速移动并相互碰撞。研究者认为,了解地球的热演化对于了解地球的许多方面,例如大气的演化、陆地的出现以及生命的演化,都是至关重要的。地质学家认为目前的状态是40多亿年的累积历史。如果我们不理解这段旅程,我们就不能完全理解现在。

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