一种罕见的钻石可能表明，水比科学家以前想象的要深入地球内部。
尽管我们的星球中有70％以上被水覆盖，但地下有200英里以上（322公里）的矿物质，包括在上地幔中，是地壳在上面“漂浮”的半延展层。长期以来，科学家认为，随着上层地幔过渡到较热，更密集的下地幔，矿物质可以少得多的水。
但是在一项新的研究中，于9月26日在《期刊》上发表自然地球科学，研究人员发现钻石包含包含更多的夹杂物或其他矿物质，它们可以容纳更多的水，并且似乎存在于上层和下地幔之间的边界上。结果表明，可能有更深的水地球比科学家想象的，这可能会影响我们对深水周期的理解和板块构造。
研究作者Tingting GU说，结果是出乎意料的，他目前是印第安纳州普渡大学的矿物理学家，但在研究时是纽约市美国宝石学院的研究人员。
Gu和她的同事检查了IAB钻石，这是博茨瓦纳（Karowe）矿山的一种罕见类型的钻石，形成地下深处，并且经常在地球上持续很长时间。为了研究钻石，他们使用了“无损”的分析形式，包括拉曼微光谱镜，它使用激光毫无创新地揭示了某些材料的物理特性和X射线衍射以查看钻石的内部结构而不将其切开。
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在钻石的包含物中，研究人员发现了一种称为林木的矿物质，该矿物具有与橄榄石相同的化学成分，橄榄石是上层的主要材料，但在如此强烈的下形成温度Gu说，直到2014年，科学家才在陨石样本中找到了这一点。研究作者指出，林木通常在上地幔之间的过渡区域中发现，在地球表面以下约255至410英里（410至660公里）之间，并且比矿物Bridgmanite和Ferropericlase可以含有更多的水，研究作者被认为占主导地位。
但是，该林木周围是较低地幔的典型矿物质形式，而不是通常在过渡区发现的矿物质。由于包围钻石保留了这些矿物质在深地球上出现的特性，因此研究人员可以发现这些矿物质所忍受的温度及其所承受的压力。他们估计矿物的深度约为在过渡区的外边界附近地面以下410英里（660公里）。分析进一步表明，在含水或水饱和环境中分解成更典型的下层地幔矿物的过程中，林木可能会暗示水可能从过渡区穿透到下层地幔。
作者指出，尽管先前的研究发现了钻石夹杂物中下地幔的某些形式的矿物质，但此包含材料的组合是独一无二的。研究作者说，从先前的发现中还不清楚这些矿物是否暗示着下地幔中存在含水的矿物质。由于没有人直接对地球表面下方7英里（11公里）的岩石进行采样深，因此钻石夹杂物是地球地幔中少数几种矿物质来源之一。
Gu说，结果可能对理解深水周期或地球表面和深内部的水周期有影响。
Gu说：“如果可以将其存储在更深层次的地方，则[水周期]的时间尺度实际上会更长的时间。”
这些发现还可能影响板块构造的模型。 GU说，她希望科学家能够将这项研究的发现纳入地幔中水如何影响地球内部对流电流等过程的模型。当前，通过不均匀地加热地球的地幔，导致较热的零件上升并在数百万年内转移地球板，从而使板块构造能力。
Gu说，尽管夹杂物有时被视为钻石中的斑点，这使其不太理想，但它们可以提供宝贵的科学信息。
她说：“不要害怕购买钻石。”您永远不知道它们可能包含什么。
编者注：本文于9月28日更新，以纠正科学家在地幔矿物中首次检测到的林木（2014年，而不是2008年），并修改地幔中水上周期的时间尺度（在更深的深度）。
最初发表在现场科学上。
