华盛顿特区 - 面对破坏性的构造活动，地球的长寿是我们星球上生命出现的重要地质背景。这种稳定性取决于附着在陆地上的底层地幔。来自卡内基，美国宝石学院和阿尔伯塔大学的一组地球科学家的新研究表明，钻石可以用来揭示一些下的地幔浮力部分是如何变得足够厚以提供长期稳定性的。
“我们已经找到了一种方法，可以利用来自古代火山的硫磺痕迹进入地幔并最终成为钻石，为一个特定的建设过程提供证据，”美国宝石学院的Karen Smit解释说，第一作者该小组的论文发表在本周的“科学”杂志上。“我们的技术表明，形成西非的地质活动是由于海洋地壳下沉到地幔中的板块构造运动。”
钻石可能受到珠宝收藏家的喜爱，但他们确实是地质学家最好的朋友。因为它们起源于地球深处，所以被困在钻石内部的微小矿物颗粒(通常在宝石贸易中被认为是不合需要的)可以揭示其形成条件的细节。“以这种方式，钻石充当地球深处的矿物学使者，”卡内基合着者史蒂夫·希里解释道。
在地表以下约150至200公里，93至124英里处，称为地幔龙骨的地质构造充当地壳的稳定剂。构成它们的材料必须在下变厚，稳定和冷却，形成一个强大的，有浮力的龙骨，这对于保护地表陆块免受地球构造活动无情的破坏性力量至关重要。但是如何实现这一点一直是科学界的争论问题。
“解决这个谜团是理解如何在他们目前的化身中存在以及如何在活跃的星球上生存的关键，”Shirey解释说。“由于这是我们所知道的唯一具有构造活力的岩石行星，因此了解我们形成的地质是识别地球可居住地的关键部分。”
一些科学家认为地幔龙骨是通过一种称为俯冲的过程形成的，当一个构造板块在另一个构造板块下滑时，海洋板块从地球表面沉入深处。其他人认为龙骨是由垂直过程产生的，在这个过程中，大量的热岩浆从地球的更深处上升。
一种地球化学工具可以检测地幔龙骨的化学来源是源于表面板还是来自更深的地幔物质的上涌，这有助于解决这一争论。幸运的是，地幔龙骨是钻石形成的理想条件。这意味着科学家可以通过研究形成于其中的钻石的夹杂物来揭示地幔龙骨的起源。
该研究小组对塞拉利昂开采的钻石中含硫化物矿物(称为硫化物)的分析表明，该地区在其历史上经历了两次俯冲事件。
他们之所以能够做出这样的决定，是因为硫化物矿物颗粒的化学成分仅出现在地球表面的样本中超过25亿年前 - 在地球大气层中氧气变得如此丰富之前。这意味着这些矿物内含物中的硫必须曾经存在于地球表面，然后通过俯冲被拉入地幔。
该团队与博茨瓦纳钻石的比较显示了通过俯冲产生龙骨的类似证据。但与从加拿大北部开采的钻石相比，并未显示出相同的硫化学，这意味着该地区的地幔龙骨起源于某种不含表面材料的方式。
该小组的研究结果表明，当这一部分地幔被沉没的海底材料碰撞而挤压时，西非下的地幔龙骨发生了增厚和稳定。这种龙骨增厚和稳定的方法不是在加拿大北部的一部分下形成龙骨的原因。加拿大钻石内的硫化物矿物并没有告诉研究人员这种龙骨是如何形成的，只是它没有形成。“我们的工作表明，钻石中的硫化物夹杂物是研究建造过程的有力工具，”Smit总结道。
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