地球深处或存在"超级钻石" 蕴含潜在能量

作者:Everett/编译　　　摘自:新华网 来源：腾讯科技

人造钻石就是通过模拟类似地球内部高温高压环境制造出来

据国外媒体报道，在地表之下100英里的地方，一个土豆大小的钻石以每小时40英里的速度运动是一个什么样的场景？地球内部是否存在一个生命的秘密禁地？是否存在着比任何人梦想都要多的石油和天然气，而且这些燃料并不是由靠近地表的古老植物和动物的遗骸产生。此外，温室气体，二氧化碳会不会转变成一种固态的矿产存在于地球内部？以上这些都是现实版的科幻小说中经典之处。然而，在美国化学学会第242次全国会议以及展览会上，本次会议的主题就是“地球中心的旅程”。卡内基研究所的科学家研究地球深处的碳元素，并模拟其环境制造出了“超级钻石”。

据位于美国华盛顿的卡内基研究所地球物理实验室主任罗素赫姆利（Russell Hemley）博士介绍：由数百名科学家组成的研究小组将参与一个国际性的研究项目，其被称为“深碳观测计划”，将探索我们所关注事物中的化学元素，比如二氧化碳中的碳。在从全球气候变暖的问题上，数以百万计的专家学者意识从地球表面、大气和海洋环流的角度研究碳在其中的作用。而目前执行的“深碳观测计划”则是揭示在地球表面下数百乃至数千英里处运动的信息，我们将其称为“深碳循环”。

而这个基础性的研究在未来将产生实质性的影响。科学家使用实验室的设备，模拟再现了地球深处的压力条件，其是地球表面压力的千倍至百万倍。在这个过程中，科学家发现一个新的岩石材料，这种岩石材料由二氧化碳转化而成，并将其称为聚合物二氧化碳。随着进一步的细化，科学家们可以在更接近地球表面压力条件下，提高该物质的稳定性。

这项研究的后续成果还可能产生新的材料供给工业和商业发展。罗素赫姆利博士的实验室中，已经根据对地球内部的研究，开发出了一种“超级钻石”，或者说比现有市面上销售的钻石具有更大更好的高品质特征。而这些“超级钻石”虽然是在实验室中创造出来的，但是，其研究根源是来自地球深处。我们知道天然的钻石形成过程是很缓慢的，而地球内部深处具有高温高压的环境，可以说实验室就是模拟地球深处的物理条件创造出“超级钻石”。此外，今天的人造钻石也是通过这样的原理制造出来的。

赫姆利博士的研究小组创造的新型钻石具有优越的性质，包括极高的硬度和透明度，以及更好的电气和温度特性。而钻石可以提高计算机芯片的运行速度，而且产生的热量要低于现有的硅芯片。如果使用先进的切割工具，可以应用在航天领域，探测器着陆在其他行星或者小行星上都要使用耐热且耐用的材料。

然而，国际“深碳观测计划”就是将探索天然钻石形成的奥秘，包括其化学成分，特别是它们是如何迅速地从地球内部深处快速向上移动的。当然，虽然该计划的题目是观测，但是科学家不可能直接看到这个过程的发生，而针对地球表面下100英里地方发生的这个过程，目前还没有切实可行的方法。据华盛顿卡内基研究所地球物理实验室主任赫姆利（Hemley）解释：我们所谓的观测针对实验室的模拟研究而言。而赫姆利实验室则是重点研究极端条件下得化学以及材料物理的情况。

在美国化学学会的会议上，科学家们讨论了关于行星气体、液体以及冰在极端环境条件下的化学组成，这也是本次会议的主题。对行星物质在极端压力和温度条件下会发生什么情况，这对研究地球内部深处的现象类似，可以起到等效的研究效果。而“深碳观测计划”中，另一个重点研究领域则是能量问题。从某种程度上说，碳氢化合物在地球深处的以无机过程产生，而不是仅仅是由植物和动物的化石遗骸产生，这个过程至今仍然是一个悬而未决的问题。所以，探索碳这个非常普通的元素在地球深处的具有何种性质，有助于科学家了解一种潜在的能量产生途径。

最后，“深碳观测计划”的研究同时也影响到了对地球上其他生命形式的探索，甚至也对系外行星生命的研究产生了影响。目前，科学家以及确定了在地球表面下一英里左右还存在着微生物的现象，而这里的物理环境则是具有非常高的温度的。同时，科学家也怀疑，在更深的地球深处，还存在着包括生命形式在内的不为人知事件。

过去的研究表明，细菌或者其他形式的生命无法生存在超过几千个大气压的环境下，但是，赫姆利博士的实验室最新的研究表面，一些细菌可以生存在高达2万个大气压的环境下。所以，从这个角度出发，在极端条件下的外星环境中，生命是可能存在的，问题只是会以何种方式出现。该研究的资金来源于美国国家科学基金会、华盛顿卡内基研究所、美国能源部以及艾尔弗雷德P.斯隆（Alfred P. Sloan）基金会。