
在内华达州的维珍谷,有可能花一个下午挖掘稀有的黑色消防蛋白石,而加利福尼亚州凯林加的游客可以搜寻该州官方宝石贝尼托伊特的碎片。在阿肯色州的钻石州立公园的火山口,有抱负的宝石猎犬仅需10美元来寻找世界上最受欢迎的石头。
这些郊游中的每一个都只需要手工工具,但大多数宝石都源于地下3至25英里(5至40公里),有些延伸得更深。
但是,发现哪些宝石最深,它们如何进入表面?
根据Lee Groat,不列颠哥伦比亚大学的矿物学家,是最深的已知宝石是钻石,寻求自己的美丽,在行业中的使用以及所包含的科学数据。
钻石的形式如何仍然不完全了解,但是实验室实验表明,宝石仅在极端压力下结晶。最自然发生的石头已被追溯到上地幔在93至186英里(150至300公里)之间的深度,压力可以达到20,000多个气氛。
有关的:地球上最稀有的矿物是什么?
很长一段时间以来,这使钻石与一个名为橄榄石的宝石竞争,获得了最深的宝石标题。橄榄石是一种称为橄榄石的矿物的宝石形式,占橄榄石的一半以上,从地壳的底部向下延伸至255英里(410 km)。但是在2016年,科学家描述了一系列Superdeep Diamonds来自约410英里(660公里),在2021年的另一批是决心来自466英里(750公里)的深度。
格罗特说:“很难说钻石还是橄榄石是最深的,但这几乎解决了辩论。”
为了提出这些估计,研究人员研究了钻石的结晶模式及其夹杂物 - 从形成时从宝石中吸收的矿物质或液体。矿物质的矿物质称为Bridgmanite和Iron-Nickel-Carbon-Sulfur Melt告诉科学家,这些超深钻可能在下层中形成,该钻石由大约75%的Bridgmanite组成,并且它们是它们的。从液态金属生长被甲烷包围。在这些深度,压力可能超过235,000个气氛。
钻石也被认为非常老。一些估计表明,今天地面上的钻石可能已经形成35亿年前,虽然许多年轻。格罗特说,他们的寿命归因于他们的化学键的强度。钻石是由碳,并且因为它们在压力下形成,“将他们的纽带分开需要很大的力量。”加热钻石超过1,652华氏度(900摄氏度)将导致其降解为石墨。
宝石学家不需要挖掘地球来学习这一点。我们有史以来最深处渗透到地球内部的Kola SuperDeep钻孔在俄罗斯,几乎没有刮擦地面,只有7.8英里(12.6公里)。
取而代之的是,钻石被称为金伯利特的独特类型的岩浆带到表面。金伯利特岩浆往往是挥发性的,以速度爆发每秒超过100英尺(每秒30米),并从周围的岩石上拉出钻石。这样,在数月甚至几个小时内抛弃了数十亿年抛弃地面的宝石。
除了它们的审美价值和自然硬度之外Ananya Mallik,亚利桑那大学的实验岩石学家。在许多情况下,“钻石是研究人员了解地球内部和那里发生的过程的唯一来源,”她告诉Live Science。
通过研究这些宝石,科学家了解到早期地球没有今天的构造活动。其他分析表明,碳特征与光合作用,表明碳循环深入地球内部。最近,研究稀有钻石的科学家发现了水的证据地幔的深度比以前预期的要深,甚至发现全新的矿物质。
马利克说:“由于它们的美丽,钻石具有自己的价值,但是除此之外,它们的科学重要性使它们更加有价值。”