镶嵌在这片透明钻石中的微小灰色矿物斑点是新命名的davemaoite的第一批样本，davemaoite是一种仅在下地幔中形成的硅酸钙钙钛矿矿物。
钻石内部的一小块岩石现在打开了一扇全新的窗户，可以了解地球下地幔的样子。研究人员在11月12日的《科学》杂志上报告说，钻石内部是一种新发现的硅酸盐矿物，称为davemaoite，它只能在地球的下地幔中形成。这是科学家们第一次设法明确证明这种类型的下地幔矿物——以前只是从实验室实验中预测——确实存在于自然界中。该团队以著名实验高压地球物理学家Ho-kwang(Dave)Mao(SN:3/16/04)的名字命名该矿物。
带有明显矿物内含物的钻石来自博茨瓦纳矿山，形成于660公里以上的深度，即地球下地幔的上边界。使用包括X射线衍射、X射线荧光成像和红外光谱在内的分析技术，拉斯维加斯内华达大学的矿物学家OliverTschauner及其同事确定了这种新矿物的化学组成和结构，将其确定为一种钙硅酸盐钙钛矿。
Tschauner说，科学家们此前估计，大约5%到7%的下地幔必须由这种矿物构成。但要直接观察这样的地球深部矿物是极其困难的。这是因为在下地幔的强大压力下稳定的矿物——一直延伸到地球表面以下2700公里——一旦压力减弱，它们就会开始重新排列它们的晶体结构。
直到2014年，即使是地球上最常见的矿物，一种被称为布里奇曼石的下地幔硅酸镁铁，在很大程度上也只是理论上的，当时人们发现它自然存在于一颗陨石中，该陨石以一种产生破碎、深地幔状的力量撞击澳大利亚岩石中的压力(SN：11/27/14)。迄今为止，bridgmanite是唯一一种确认存在于自然界的其他高压硅酸盐矿物。
钻石就像时间胶囊，在到达地表的过程中锁定原始矿物形态。davemaoite的发现不仅证实了它的存在，而且还揭示了地球深处一些热源的位置。虽然它是一种硅酸钙矿物，但davemaoite还承载着潜入其晶体结构的不同元素的流氓画廊。这包括放射性元素，如铀、钍和钾，以及稀土元素。长期以来，人们一直认为这种放射性元素产生了下地幔中大约三分之一的热量循环(另外三分之二是45.5亿年前地球最初形成时遗留下来的)。通过确定davemaoite的化学组成，研究人员现在可以确认这些元素所在的位置。
这是因为博茨瓦纳钻石还含有一种高压形式的冰以及另一种称为方铁矿的高压矿物(SN:3/8/18)。Tschauner说，这些内含物的存在有助于缩小可能形成davemaoite的粗略压力：介于240亿帕斯卡和350亿帕斯卡之间。他补充说，很难准确地说出对应的深度。但这一发现直接将热量产生(放射性物质)、水循环(冰)和碳循环(以钻石本身的形成为代表)联系起来，所有这些都在深层地幔中，Tschauner说。
位于坦佩的亚利桑那州立大学的地球物理学家Sang-HeonShim说，这种新矿物的另一个有趣的方面是，与实验室预测相比，它的钾含量惊人地丰富。Shim说，大多数创造这种矿物的实验都产生了“几乎纯的硅酸钙钙钛矿”。科学家们现在只能推测额外钾的来源是什么，但这种意想不到的成分暗示下地幔可能比想象的更杂乱，其复杂性很难仅从实验室研究中预测。
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