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这个亮晶晶的稀罕物竟然比恐龙的年纪还要大?

admin 人造钻石 2020年07月30日

  恐龙这个远古icon在侏罗纪公园里随处可见,它们借助着琥珀里蚊子携带的古DNA得以重生。虽然这种提取DNA的行为被科学家们发了“好人卡”,但是各种科幻电影对于远古世界的探索却热情不减。

  “满街泥泞,好像洪水刚从大地上退去,如果这时遇到一条四十来英尺长的巨齿龙,像一只庞大的蜥蜴似的,摇摇摆摆爬上荷尔蓬山,那也不足为奇。”这是1853年查尔斯·狄更斯在《荒凉山庄》中的描述。在他的笔下,恐龙第一次以一条12米的怪物蜥蜴形象出现在了大众的视野中。

  巨齿龙(Teratosaurus)第一次代表恐龙拥有了姓名,但它在2.43亿年前的尼亚萨龙(Nyasasaurus)面前还是个弟弟。根据支离破碎的化石分析,人们认为尼亚萨龙也许就是最早的恐龙[1][2]。不过尼亚萨龙也是个记录刷新者,在此之前艾雷拉龙(Herrerasaurus)一度被认为是已知最早期的恐龙。记录的不断刷新,让人类探索古生物历史的视野不断深化。

  恐龙在地球上称霸了一亿多年,可人外有人,哥外有哥。谁又能想到,恐龙这个老大哥还得向一种小虫低头呢?中国科学院南京地质古生物研究所和弗吉尼亚理工大学的研究者们,就在湖北省三峡地区发现了一批5.5亿年前的珍贵化石—— 由夷陵虫留下的临终遗迹(mortichnium)。也由此证明,在寒武纪以前已经具备了具有运动能力,身体分节两侧对称的后生动物。

  这个大发现有什么意义呢?(我们知道)地球历史上著名的寒武纪生命大爆发之后,整个地球系统就变成了群英荟萃,可是之前到底发生了些什么才催生了大爆发?

  夷陵虫的出现解答了这个问题。体节的出现作为两侧对称动物祖先的特征,可能触发了后期寒武纪动物的身体形态和复杂性的爆炸式增长,而特殊的运动能力对海底沉积物和生物席的改造则为大量生命的孕育和演化奠定了物质和演化基础。

  化石帮人类敲开了了解远古生物的大门,可是术业有专攻,如果想敲开关于数亿年前整个地球的大门,还得靠一种小石头。而它,也许现在就在你的指间。

  一说到钻石,女生首先想到的可能就是婚纱、蓝天和草坪,钢铁直男们想到的是自己一挤再挤的钱包,而老了的90后想到的大概是黄金矿工里抓一个富一局的通关利器……但谁也想不到钻石的另一个身份,竟然是地球的信使。

  说起来,天然钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,在已经开采的矿山中,钻石主要形成于33~47亿年前以及12~17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右,表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶,可以说钻石是世界上最古老的宝石。

  去年,科学家们在地球表面发现了钙-钙钛矿(Ca-perovskite),钙钛矿系列是含量第四丰富的地球矿物,但钙-钙钛矿只有在23Gpa以上(大约在地下660km深的压力)的压力下才会形成并稳定存在。人类从来没有亲眼在大自然里见过钙-钙钛矿,因为在地表钙-钙钛矿无法稳定存在。镁—钙钛矿是下地幔最主要的矿物,大约占据了80%的体积,剩下的20%钙—钙钛矿等矿物。

  那这次是它是怎么在地面被发现的呢?坐漂流瓶来的,而漂流瓶本瓶就是一片来自地下700千米的钻石。正是由于钙-钙钛矿(Ca-perovskite)被巧合地封存在了这片薄薄的钻石中,让解释了海洋地壳进入地球下地幔的循环过程,也为人们研究海洋地壳进入地球深处时的命运提供了重要证据。[4]

  世界上每一颗天然钻石都携带着独一无二的信息,组成在一起也许就能破解地球的密码。一想爱情专属的钻石,为了传递数亿年前的地质历史信息就不远万里从地下来到地上,竟然也感觉到了一丝科学的浪漫。

  钻石之所以还能让我们看到它数亿年前的模样,是因为它是碳在地表下至少大约300到800千米(相当于国际空间站到你脚底那么远)受到高压地质作用的产物,耐久性极佳。

  如果在自然环境中,一块大海床要一直滑落几百千米——这被称为俯冲,然后在巨大的板块到达1000摄氏度左右的上地幔并开始融化前,累计产生相当于40000倍以上大气压的压力。在这整个过程中,来自古代海洋环境的盐溶液会滑入下地幔并与橄榄岩相互作用,从而产生氯化物。然后,这些融化的混合物形成含金刚石的火山岩(金伯利岩)——最终随着地球各层运动(比如火山喷发)被带到地表,形成可开采的钻石矿。

  经过这样的极限锤打,碳原子们形成了等距排列、结构牢固、具有四个角相等的正四面体晶胞,而这四个角又是其它四面体晶胞的一部分,这赋予了钻石超好的机械物理稳定性和耐久性,硬度极大,而且在无氧环境下还能抵抗住岩浆的侵蚀,并随着火山喷发来到浅层地表。

  这么说的话,钻石的储量应该挺可观的啊?有人一定会因此忍不住问珠宝店员:你们凭什么卖这么贵?

  目前没有钻井能直接到达钻石形成的深度进行商业开采,最深的钻探也不过只能达到地表以下15千米。而且钻石矿基本上只存在于源自地球深部的超基性岩浆岩体中,这些都是当年经过极高的温压条件,并有幸来到地表浅层的“幸运岩”,非常稀少。这导致可提取天然钻石的矿岩十分罕见,只有不到1000个岩管中蕴藏着天然钻石,又只有30个活跃着并且有经济开采价值。而这30个岩管中开采出的天然钻石原石里,也只有30%最后能被打磨加工成天然钻石首饰。

  艾卡迪钻石矿(Ekati Diamond Mine),是加拿大的第一座露天和地下的钻石矿 图片:Wikipedia

  再者是因为钻石的美丽来之不易。钻石的本质是C(碳)元素。在没有任何杂质的纯碳钻石晶体中,每个C原子以共价键与另外4个C原子连接,一片稳定祥和。但是并不是所有的钻石都这么好看,在漫长的地质过程中,只有极少钻石是完全只含C元素的,多数钻石会含有一定量的N(氮)元素。N元素会导致钻石发黄,但黄色不够鲜艳的话,则达不到彩钻的级别,以白钻的标准看吧,又差点意思,会使得钻石的价值降低,更不会被上架销售。

  宝石学家因此根据发黄的程度将钻石分为三六九等,一般情况下,钻石越白越值钱。但如果彩色到了极高的浓度,就会成为黄钻会员,价值也需要重新评估。

  每一颗天然钻石都来之不易,其生长纹理、内含物、亮度也不尽相同。因此,永远也找不到两颗一模一样的天然钻石,这也是钻石的稀有和独一无二所在。

  Diamond钻石一词最初源自希腊语“ adamas”,意思是不可征服和坚不可摧。因为钻石太过于稀有珍贵,柏拉图认为钻石可以体现天神的意志;在印度神话中,人们相信戴钻石的人可以免受火、毒药、小偷和邪灵的伤害、罗马人相信,将钻石戴在战场上会使战士变得更强大,更立于不败之地;而其他许多文化还认为受伤或患病的人可以通过每块石头中的魔法能量来治愈。在钻石曾经成为古老的货币形式或现代的爱情象征之前,钻石更多是还弥漫着宗教和信仰的神秘色彩,这也大概能解释为什么灭霸拼死拼活找到的无限原石中有2个都是钻石了。

  由于钻石超稳定的化学特性,风吹雨打也不会有一点改变,数百年来,钻石一直被用作货币、权力和地位的象征。1074年,匈牙利皇后第一次将皇冠冠上镶有钻石。在接下来的一千年里,各国王室成员之间进行了广泛的交流,以结成同盟并表达忠诚,这也为它们之后成为爱与奉献的象征埋下了一些伏笔。

  其实古埃及就有订婚戒指戴在中指的传统,那时人们相信在中指上有直接通向心脏的血管,代表爱情。直到1477年,奥地利Maximillian大帝委托制造了第一枚钻石订婚戒指,并献给了自己爱人,引领了使用钻石求婚的潮流。人们开始认同并相信钻石历经沧桑的生成过程与自我价值实现、恋人情感延续的相似性,最终成为了恋人中指上的订婚标志,并将这个传统一直延续到了现在。

  《泰坦尼克号》中的海洋之心的原型是一颗名叫“希望”的蓝色彩钻,奥黛丽赫本为《蒂凡尼早餐》拍摄海报时,也戴上了一串blingbling的黄钻项链。到了现代,随着钻石切割技术的成熟和精进,钻石的冠部刻面和亭部刻面越来越多,也变得越来越璀璨闪耀,成为求婚仪式上除了新人以外,最亮眼的角色。

  天然钻石历经数亿年的形成,见证了地球的风貌变迁,也传承了人们生命中的点滴真情,是人类能够拥有的最古老的自然瑰宝。

  独一无二的天然钻石,不仅承载了爱的故事,也是每个人自我表达的最佳象征。我们每个人的成长与自我的价值,就像天然钻石一样,历经时光,却又不畏时光。


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