分析稀有钻石 科学家：地球内或存在水世界

为了寻找深层地下水的证据，一个团队分析了一颗从地表以下410英里处开采的极其稀有的钻石。这颗宝石级钻石是在博茨瓦纳（Botswana）的Karowe矿发现的。对这种极其稀有钻石的分析表明地幔中存在一个水环境，而且比以前设想的更深。

如果没有水，地球就不会成为我们喜爱的家园。毕竟，地球表面的70%都覆盖着维持生命的水。虽然地表水更容易观察和研究，但在我们脚下却流淌着更为神秘的深层地下水，叫做深层水循环，也叫地质水循环，是指水在地表层面和地幔层（地下第二层）之间的交汇。甚至，水合矿物质可以将海水输送到地球深处，然后通过火山喷发或其它地震活动释放到地表。

科学家们很难完全理解深层水循环过程，特别是因为已知最深的钻孔（用于寻找石油或水的狭窄人造孔）只能深入至7英里半。然而，9月27日发表在《自然地球科学》杂志上的一项新研究表明，地幔中存在一个水环境，比以前设想的更深。

研究小组观察了过渡带，它位于地表下约254至410英里处，位于上地幔和下地幔之间的分界线上。该区域承受着巨大的压力——足以使矿物橄榄石（olivine，也叫peridot）改变其晶体结构。橄榄石约占地幔的70%，因此这种变化对矿物和地幔的化学结构均具有重大意义。

“这些矿物转变极大地阻碍了地幔中岩石的运动，”研究作者、法兰克福歌德大学地球科学研究所的弗兰克‧布伦克（Frank Brenker）教授在9月26日的一份媒体新闻稿中说。布伦克指出，从地幔深处升起的热岩柱（称为地幔柱）有时会停在过渡带的下方。

该研究合著者顾婷婷（Tingting Gu，音译）告诉《大众科学》（Popular Science）杂志，她在美国宝石学院（GIA）担任研究员期间，该团队对这颗钻石的起源及其聚集的氮缺陷深感好奇。

研究小组发现：钻石内部含有其它矿物质，这些微小的矿物质可以容纳更多的水分，例如林伍德石（Ringwoodite），常见于地下过度带。

这组作者说，与被认为支配下地幔的其它矿物质（如桥锰矿bridgmanite和铁方镁石ferropericlase）相比，林伍德石所含的水分要多得多。钻石的外壳保持了矿物的完整特性，研究人员能够破译钻石存在于过度带边界外围附近。

研究结果表明，深层地下水可能比科学家之前认为的更深，这可能会加强我们对板块构造和神秘的深层水循环的理解。该团队对极其稀有的实验室培育的钻石（含氮量高达500ppm，在自然界中仅占0.1%）使用“非破坏性”分析方式，包括非侵入性激光和X光透视，来查看钻石的内部结构以揭示其物理特性，而无需将其切开。