科學家曾推測，碳循環(huán)可能深入到地球的內(nèi)部，但一直沒有證據(jù)支持這一觀點。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)9月15日報道，最近，美國卡內(nèi)基研究院的研究人員對來自地表以下700公里深處地幔層的鉆石進行了分析，發(fā)現(xiàn)其包含的雜質(zhì)成分與海洋底殼一致，為碳循環(huán)深及地表以下數(shù)百公里提供了第一個直接證據(jù)。。

該研究由前卡內(nèi)基研究院博士后、英國布里斯托爾大學教授邁克爾·沃特領導。他們對6塊來自巴西捷那地區(qū)的鉆石中的包裹體進行分析后發(fā)現(xiàn)，其所含物質(zhì)最初是一種單一的礦物結(jié)晶，形成于地表435英里（700公里）以下，隨后在地幔中以羽流形式攜運上升，隨著金伯利巖噴發(fā)到地表，再次結(jié)晶到多種礦物中。

包裹體是夾雜在鉆石中的雜質(zhì)。對寶石學家來說是雜質(zhì)，但對地質(zhì)學家而言就像琥珀中的昆蟲，能揭示地球深處的秘密。地幔厚度從地表以下10公里到2900公里是地球中最厚的一層，人類幾乎無法觸及。大部分鉆石都是包含在地球深處的巖石中，但很少超過200公里。然而研究人員也發(fā)現(xiàn)，有少量深層鉆石位于上下地幔對流的地方和二者的過渡帶。在上地幔和過渡帶的鉆石包裹體中，其成分和表層巖石相同，但迄今未發(fā)現(xiàn)下地幔鉆石有這種跡象。

研究小組對鉆石中的碳原子進行了分析，發(fā)現(xiàn)其中4個鉆石都含有少量的碳-13，這種情況在下地幔是不可能出現(xiàn)的，和起源于地球表面的大洋底殼一致，表明其起源于海洋底殼層，隨后運動到下地幔。該發(fā)現(xiàn)也是第一個洋底板塊沉積下降到下幔層的直接證據(jù)，洋底板塊中包含的碳也會在地表和地下幾百英里處循環(huán)。

論文合著者、卡內(nèi)基研究院的斯蒂芬·雪利說：“通常情況，來自玄武巖（由地表火山熔巖冷卻形成）中的碳原子和來自下地幔的碳不同，我們分析了鉆石碳原子中碳同位素的變化，其中含有較少碳-13，這和轉(zhuǎn)換海洋底殼中發(fā)現(xiàn)的有機成分更相似。這一發(fā)現(xiàn)令人震驚，我們通過最少量的礦物質(zhì)揭示出了地幔層的大規(guī)模運動。”

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