鑽石中一些主要的內含物，包括頑輝石、尖橄欖石、柯石英，可能還有鈣鈦礦。 （顧等人，納特。地球科學., 2022)
在我們世界表面的深處，遠遠超出我們微弱的能力範圍，神秘的過程正在磨礪和翻滾。
地球不時會釋放出有關其本質的線索：微小的地底鑽石包裹著稀有礦物的石塊。從這些微小的碎片中，我們可以收集有關地球內部的一些資訊。
波札那鑽石礦出土的鑽石就是這樣的石頭。它佈滿瑕疵，含有尖晶石、鐵方鎂石、頑火輝石和其他礦物質，顯示這顆鑽石形成於地表下 660 公里（410 英里）處。
此外，他們認為它們形成的環境——上地函和下地函之間的分界線，稱為 660 公里的不連續面（或更簡單地說，過渡帶）——富含水。
紐約寶石學院和普渡大學的礦物物理學家 Tingting Gu 領導的研究小組表示：“尖晶橄欖石與含水相的出現表明該邊界存在潮濕的環境”2022 年的一項研究對此進行了解釋。
地球表面的大部分被海洋覆蓋。然而考慮到地表和地核之間相距數千公里，它們幾乎算不上一個水坑。即使在海洋最深處，從波峰到海底的厚度也只有不到 11 公里（7 英里）。
但地殼是一個破裂且支離破碎的東西，具有獨立的構造板塊，它們相互研磨並在彼此的邊緣下滑動。在這些俯衝帶，水滲入地球更深處，最遠到達下地函。
隨著時間的推移，它透過火山活動回到地表。這種吸食、噴出的循環稱為深水循環，與表面活躍的水循環分開。了解它的工作原理以及地下有多少水，對於了解地球的地質活動也很重要。例如，水的存在會影響火山爆發的爆炸性，並在地震活動中發揮作用。
然而，因為我們無法到達那裡，所以我們必須等待水的證據來到我們身邊，就像它以鑽石的形式在極熱和高壓下形成水晶籠一樣。
Gu 和她的同事對這樣的寶石進行了詳細研究，發現了 12 種礦物內含物和一個乳白色內含物簇。研究人員利用顯微拉曼光譜和 X 射線衍射來探測這些內含物，以確定它們的性質。
在包裹體中，他們發現了與方鎂石（鎂/氧化鐵）和頑輝石（另一種成分不同的矽酸鎂）接觸的尖角橄欖石（矽酸鎂）的組合。
在過渡區的高壓下，尖橄欖石分解成方鎂石以及另一種稱為橋錳礦的礦物。在靠近表面的較低壓力下，橋錳石變成頑輝石。它們在鑽石中的存在講述了一段旅程的故事，表明鑽石在返回地殼之前在深處形成。
這還不是全部。尤其是尖晶橄欖石，其特徵表明它本質上是含水的——一種在水存在下形成的礦物。同時，鑽石中發現的其他礦物（例如水鎂石）也是含水的。這些線索表明，鑽石形成的環境非常潮濕。
過渡區有水的證據，但這些證據還不足以衡量那裡有多少水。它是來自一小部分局部水的偶然夾雜物，還是那裡確實很泥濘？顧和她的團隊的工作更多地指向了草率。
「雖然上地函鑽石的形成通常與流體的存在有關，但很少觀察到具有類似退化礦物組合的超深鑽石與含水礦物一起存在，”他們在論文中寫道。
「儘管當地的H2根據先前的尖橄欖岩發現，這裡報告的具有含水相的尖橄欖岩，建議地函過渡帶富氧- 代表過渡帶邊界處的含水橄欖岩環境- 表明有一個更廣泛的水合過渡帶，直至並跨越660 -公里不連續性。
先前的研究發現地球正在吸力比我們之前想像的還要多。這最終可以給我們一個關於一切將走向何方的答案。
該研究發表於自然地球科學。
本文的早期版本於 2022 年 9 月發布。
