科學家在一顆鑽石裏面發現了一種前所未見的礦物質。這種礦物質是理論上存在於下地幔層高壓環境中的物質,但是科學家卻在上地幔層的鑽石中發現了它。

這種礦物質主要成份 是硅酸鈣鈣鈦礦(calcium silicate perovskite)。它本身並不罕見,科學家估計地球總物質量的84%都是這種化合物,它大部份 是以硅灰石(wollastonite)的形式存在。但是在高壓的環境下,它的內部會形成晶體結構,這非常罕見。科學家以著名地球物理學家Dave Mao的名字將它命名為達維茂石(Davemaoite)。

很久以前科學家理論推測存在達維茂石這種礦物,但是從未見過。因為它一旦離開高壓的環境,立即變成了其它礦物質的形式。這份研究是科學家第一次親眼見到它的存在,被困在一顆堅硬的鑽石內部保存下來。

這項發現的另一個奇特之處在於,科學家一般認為鑽石是在地球上地幔層,大約地表以下100英里深處的地方形成。而這種達維茂石需要在下地幔,大約410英里深處才能形成。所以,這微小的一點點罕見的達維茂石如何進入這顆鑽石,為科學家探索地幔層內部物質的運動與傳輸過程提供了難得的線索。

這份研究發表後,國際礦物學協會(International Mineralogical Association)正式認可達維茂石是一種新礦。

主要研究者美國內華達大學拉斯維加斯分校(University of Nevada, Las Vegas)礦物學家喬納(Oliver Tschauner)告訴科技媒體Live Science,達維茂石對地幔層起到重要的作用。

理論推測,這種礦物內可能還含有像鈾和釷這樣的放射性元素。這些元素的半衰期比地球的地質歷史更長。它們在漫長的衰變過程所釋放的熱量可能是地幔層熱量的一大來源。

沒有參與這份研究的同行卡內基科學研究所地球物理學家費英偉(Yingwei Fei,音譯)在另一份相關論文的評註中說:「喬納和同事的這項發現,為找到更多罕見的高壓礦物提供了希望。這項研究為理論上只在下地幔層存在的礦物質提出了直接的證據,填補了我們對地球整個地幔層化學成份 結構認知的缺失。」

這份研究11月11日發表於《科學》(Science)期刊。◇