科學(xué)家曾推測(cè)，碳循環(huán)可能深入到地球的內(nèi)部，但一直沒(méi)有證據(jù)支持這一觀點(diǎn)。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月15日?qǐng)?bào)道，最近，美國(guó)卡內(nèi)基研究院的研究人員對(duì)來(lái)自地表以下700公里深處地幔層的鉆石進(jìn)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(gè)直接證據(jù)。。
該研究由前卡內(nèi)基研究院博士后、英國(guó)布里斯托爾大學(xué)教授邁克爾·沃特領(lǐng)導(dǎo)。他們對(duì)6塊來(lái)自巴西捷那地區(qū)的鉆石中的包裹體進(jìn)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(yùn)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(duì)寶石學(xué)家來(lái)說(shuō)是雜質(zhì)，但對(duì)地質(zhì)學(xué)家而言就像琥珀中的昆蟲(chóng)，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(wú)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(guò)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(duì)流的地方和二者的過(guò)渡帶。在上地幔和過(guò)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(duì)鉆石中的碳原子進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其中4個(gè)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(yùn)動(dòng)到下地幔。該發(fā)現(xiàn)也是第一個(gè)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(huì)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(shuō)：“通常情況，來(lái)自玄武巖（由地表火山熔巖冷卻形成）中的碳原子和來(lái)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(jī)成分更相似。這一發(fā)現(xiàn)令人震驚，我們通過(guò)最少量的礦物質(zhì)揭示出了地幔層的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)?！?/p>
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