从GIA的博物馆收集的钻石样本,最初由奥本海默研究人员收集。它位于南非太古宙克拉通,大小从1.24克拉到22.32克拉不等。照片由Aure weldon提供。
我们的地球是一个充满活力的星球。一些元素(如氮和碳)对生命的形成至关重要,它们在自然界中通过许多物理和化学过程进行循环。其中一个回收过程就是地球大陆地壳的运动,通过这个过程地球可以回收一些元素。
虽然我们已经知道地球的板块运动已经持续了很长时间,但是要确定板块运动的时间和方式真的不是一件容易的事情。主流理论认为始于太古代的某个时期(40亿~ 25亿年前),但没有明确的答案。
现在,从一些非常古老的钻石中获得的数据表明,板块构造运动开始于30多亿年前。
南非威特沃特斯兰德大学(Witwatersrand University)凯蒂·斯马特(Katie Smart)博士领导的研究团队去年在《自然·地球科学》(Nature Geoscience)上发表论文,推测板块构造& ldquo它开始于至少35亿年前& rdquo。
Smart博士以钻石为出发点,用稳定性好的钻石推测之前的地下情况,从而得出上述结论。
所以,问题来了:
为什么可以用这些钻石追溯现代板块构造的时间?
这得从我们的星球说起。

俯冲带及其形成和演化。视频来源于网络。
一些化学元素,比如氮,会在这个俯冲过程中被转移到地球内部。而且它们在氧化还原反应中很容易与其他化学物质发生反应,从而改变地幔中岩石的化学成分。
如果我们能确定这些化学成分何时发生了变化,我们就能更多地了解板块构造的历史。不幸的是,测量这种类型的潜水非常具有挑战性。不仅地幔本身不可接近,而且从内部深处找到任何岩石残余的可能性也非常低。
但是,概率低不代表不会发生。
虽然这些岩石很难找到,但科学家们已经找到了一些这样的标本。这些岩石中有些含有钻石,这对下面的工作特别有用。
来自地幔的钻石可以提供非常重要的信息,包括地幔环境的组成和氧化还原情况。如果钻石含有矿物包裹体,这些包裹体的元素和同位素分析可以提供对复杂地幔环境的了解。
凯蒂·斯马特(Katy Smart)博士的研究小组从南非的卡普瓦尔克拉通(Kaapvaal Craton)借来了三个世界上最古老的钻石样本。含有钻石的岩石(母岩)通过放射性年代测定法发现,它们诞生于35亿至31亿年前。
然后,通过调查钻石中氮15/氮14和碳13/碳12的同位素组成比例,Smart博士发现钻石中的氮15同位素并不是添加在地幔中,而是在靠近地表的地壳中。

因此,关于板块构造的起源可以得出一个结论& mdash& mdash& ldquo板块构造开始于35亿年前。。
这就是我们今天要讲的,用钻石来确定现代板块构造的起源。
你想想,你手里的钻石是板块运动拉到地下,然后被人类开采的。
如果不考虑时间因素,我们会一直拉进去,挖出来,直到地球上所有的板块都停止运动。是不是很神奇?
真:钻石恒久远,地幔长存!