钻石中的一些主要内含物，包括顽火辉石、尖橄榄石、柯石英，可能还有钙钛矿。 （Gu et al.，Nat. Geosci.，2022）
在我们世界表面的深处，远远超出我们微弱的能力范围，神秘的过程正在磨砺和翻滚。
地球时不时地会释放出有关其本质的线索：微小的地底钻石包裹着稀有矿物的石块。从这些微小的碎片中，我们可以收集有关地球内部的一些信息。
最近在博茨瓦纳的钻石矿中出土的一颗钻石就是这样的石头。它布满瑕疵，含有尖晶石、铁方镁石、顽火辉石和其他矿物质，表明这颗钻石形成于地表以下 660 公里（410 英里）处。
此外，他们认为它们形成的环境——上地幔和下地幔之间的分界线，称为 660 公里的不连续面（或者更简单地说，过渡带）——富含水。
“尖伍德石与水相的出现表明该边界处存在潮湿的环境，”写一个研究小组由纽约宝石学院和普渡大学的矿物物理学家 Tingting Gu 领导。
地球表面的大部分被海洋覆盖。然而考虑到地表和地核之间相距数千公里，它们几乎算不上一个水坑。即使在海洋最深处，从波峰到海底的厚度也只有不到 11 公里（7 英里）。
但地壳是一个破裂且支离破碎的东西，具有独立的构造板块，它们相互研磨并在彼此的边缘下滑动。在这些俯冲带，水渗入地球更深处，最远到达下地幔。
随着时间的推移，它通过火山活动回到地表。这种吸食、喷出的循环被称为深水循环，与表面活跃的水循环分开。了解它的工作原理以及地下有多少水，对于了解地球的地质活动也很重要。例如，水的存在会影响火山喷发的爆炸性，并在地震活动中发挥作用。
然而，因为我们无法到达那里，所以我们必须等待水的证据来到我们身边，就像它以钻石的形式在极热和高压下形成水晶笼一样。
Gu 和她的同事最近对这样的宝石进行了详细研究，发现了 12 种矿物内含物和一个乳白色内含物簇。研究人员利用显微拉曼光谱和 X 射线衍射来探测这些内含物，以确定它们的性质。
在包裹体中，他们发现了与方镁石（镁/氧化铁）和顽辉石（另一种成分不同的硅酸镁）接触的尖角橄榄石（硅酸镁）的组合。
在过渡区的高压下，尖橄榄石分解成方镁石以及另一种称为桥锰矿的矿物。在靠近表面的较低压力下，桥锰石变成顽辉石。它们在钻石中的存在讲述了一段旅程的故事，表明钻石在返回地壳之前在深处形成。
这还不是全部。尤其是尖晶橄榄石，其特征表明它本质上是含水的——一种在水存在下形成的矿物。同时，钻石中发现的其他矿物（例如水镁石）也是含水的。这些线索表明，钻石形成的环境非常潮湿。
过渡区有水的证据，但这些证据还不足以衡量那里有多少水。它是来自一小块局部水的偶然夹杂物，还是那里确实很泥泞？顾和她的团队的工作更多地指向了草率。
“虽然上地幔钻石的形成通常与流体的存在有关，但很少观察到具有类似退行矿物组合的超深钻石与含水矿物一起存在，”他们在论文中写道。
“尽管根据先前的尖橄榄岩发现，建议地幔过渡带存在局部 H2O 富集，但此处报道的具有含水相的尖橄榄岩（代表过渡带边界处的含水橄榄岩环境）表明存在更广泛的水合过渡带并跨越 660 公里的不连续面。”
此前的研究发现地球正在吸力比我们之前想象的要多。这最终可以给我们一个关于一切将走向何方的答案。
该研究发表于自然地球科学。
