俄罗斯科学家发现一种可窥探地幔的矿物，它一直藏在钻石中

俄罗斯科学家发现新矿物：它藏在钻石中

俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所：俄罗斯科学家发现一种可窥探地幔的矿物

这一类奇特的矿物家族让我们得以透过一道缝隙，窥见难以言喻的地球深处。

俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所（ГЕОХИ РАН）的科学家在研究巴西钻石时发现了一种新矿物。国际矿物学协会新矿物委员会刚刚批准了它的名称——伯恩伍德矿，俄罗斯联邦科学与高等教育部通报了这一消息。

矿物的实验

矿物通常以杰出科学家的名字命名，这里正是如此。“伯恩伍德矿”一词中“编码”了英国研究者伯尼·伍德的名字。

伯尼·伍德是第一个将实验方法引入矿物学的人。乍一看，实验与矿物学有什么关系？毕竟发现新矿物似乎是那些拿着锤子和样品背包的大胡子们做的事？但一切早已不是这样（确切地说，不仅仅是那样）。要识别一种新矿物——它往往以微观颗粒的形式存在——需要最先进的技术。有时发现不是在野外完成的，而是在实验室里，在研究很久以前采集的样品时完成的。

但更有趣的是在实验室中从零开始合成一种新矿物——对已知矿物施加高温高压，然后在自然界中发现一模一样的“小石头”。伯尼·伍德发展的正是这类方法，而伯恩伍德矿的故事也正是如此。

来自深处

多年来，俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所的科学家与美国和德国的同行一起，研究在巴西茹伊纳地区开采的钻石。这种未知矿物以包裹体的形式藏在钻石内部。这种情况正是：钻石中的“杂质”会让珠宝商沮丧，对科学而言却价值连城。确认结论需要时间，而最终结果就是——国际矿物学协会的认可。

这种新矿物由钙、钛、铝、硅和氧组成。令人惊讶的是，科学家们对此已有所准备。因为此前实验室中已经人工合成了这种矿物。为此，研究人员对物质施加了巨大的压力并使其失去氧。实质上，是再现了350至650公里深处的条件。这已经不是地壳，而是地幔——地壳与地核之间的中间层。

由此可知，伯恩伍德矿大约也是在同样的深度形成的，具体来说：在地球下地幔与上地幔之间的过渡带。据推测，深部地幔中含有大量钙，因此伯恩伍德矿成分中的钙也来自那里。随后，当物质向上上升时，在大约250至350公里的深度，它富集了铝和钛。

多年来，俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所的科学家与美国和德国的同行一起，研究在巴西开采的钻石

来自深渊的信使

我们无法直接“触摸”地球的地幔，也从未见过来自那里的“活”物质。地幔大约从30至50公里的深处开始（在海洋下方则更浅）。这意味着，即使是著名的科拉超深钻孔（12.2公里）也只是“划破”了地壳，并未到达地幔。

我们对地幔的判断基于间接数据。主要是地震波的传播。正如光波在玻璃中折射时发生变化一样，地震波（来自爆炸、地震、陨石撞击）在穿越地球深处时也会发生畸变。实际上，整个地球内部结构的重建：上地幔和下地幔、铁质地核——几乎完全来自对地震波的观测。

但这一类奇特的矿物家族（伯恩伍德矿是其中之一）让我们得以透过一道缝隙，窥见难以言喻的深处。伯恩伍德矿（以及它的“同伴”——布里奇曼石、戴夫毛石、铁方镁石、梅杰石）正是在那里形成，然后进入钻石内部，随钻石一起上升到地表。钻石就像一个“密封”了矿物的胶囊：我们确信它在上升途中没有变形、没有“变质”。

人类更有可能在月球上建城市，而不是进入地幔：目前连这样的壮举的初步方案都没有。那里深处的压力超过大气压的15万至25万倍（相比之下，马里亚纳海沟仅为大气压的一千倍）。温度几乎达到2000摄氏度。矿物惯常的晶格被破坏，形成了一种特殊物质，地质学家称之为钙钛矿。如果我们能以某种方式取得地幔的活物质，会惊讶地发现它像极浓的树脂一样具有流动性。我们脚下——远非坚实的土地！

“研究这些极其稀有的矿物对于理解深部地球直至地核的内部结构、组成和性质具有极其重要的意义。近年来，俄罗斯科学家在研究地球最深部区域的组成方面做出了重大贡献。这已经是俄罗斯在ГЕОХИ РАН科学家参与下发现的第二种（继埃利纳石之后）来自岩石圈之下的矿物，”地质矿物学博士、俄罗斯科学院通讯院士费利克斯·卡明斯基表示。