<cite id="cxeuw"></cite>
  • <menu id="cxeuw"></menu>

      1. <label id="cxeuw"></label>
      2. <dd id="cxeuw"><nav id="cxeuw"><i id="cxeuw"></i></nav></dd><menu id="cxeuw"></menu>

          新的鉆石形成機制被發現了

          發布時間:2017-12-20

              雖然地質學研究的大多數問題離大家的生活比較遠,但是有一個東西大家肯定不陌生——鉆石。
           
              翰霍普金斯大學的地球和行星科學系讀地球化學博士迪米特里·斯維爾杰斯基(Dimitri Sverjensky)發現,在地幔中液體和地幔硅酸鹽巖石作用時,在某些條件下,pH會降低,同時能隨之析出鉆石。而這個過程只帶來了流體的pH的改變,并沒有伴隨著氧化還原反應。這客觀上降低了鉆石形成的難度,因此地幔里鉆石的含量也可能比之前想象的要多。
           
              科學界之前普遍認為,鉆石只有通過氧化還原反應才能形成。這是因為在地幔的那種高溫高壓的環境下,碳只能以二氧化碳或者甲烷的形式存在,而構成鉆石的碳(0)與二氧化碳(+4)或者甲烷(-4)里的碳價態并不相同。這樣一來,這些物質勢必要經過氧化還原反應才能形成鉆石。
           
              其實在地幔的流體里,碳可以以別的形式存在——比如甲酸、乙酸或者丙酸。乙酸的碳價態和鉆石的碳是一樣的,而甲酸加丙酸的混合物也能生成零價碳。
           
              鉆石生成的條件,一定需要氧化還原反應嗎?甲乙丙酸里的碳會不會也能形成鉆石?
           
           
              假設:

           

                1份甲酸根、1份氫離子和1份氫氣生成1份鉆石和2份水;

           
              1份丙酸根、1份氫離子生成3份鉆石、一份氫氣和2份水。
           
              你把兩個式子加起來,就得到:
           
              1份甲酸根、1份丙酸根、2份氫離子可以生成4份鉆石和4份水。
           
              也就是說,鉆石的形成可能不需要外部的氧化或者還原劑的參與。它的重要性在于,單獨的甲烷或者二氧化碳在自然條件下很難生成鉆石,必須需要外部的氧化或者還原劑。但是我們的模型顯示,含碳物質自身就能生成鉆石,這大大降低了鉆石形成的難度,不需要那么苛刻的條件。
           
              這個結果幾乎顛覆了之前對于鉆石形成機制的認識,在我們領域算是個小突破吧。
           
              那么這個結果是怎么得到的呢?
           
              首先,是建立了一個水巖交換的模型。上面提到,地幔里是可能存在甲乙丙酸的。于是可設一份初始溶液,其中包含這些含碳有機物,比如乙酸。然后把溫度和壓強設定成和上地幔類似的條件。接下來不斷地調試各種參數,讓模型跑出各種可能的結果——嗯,這個過程俗稱”搬磚”,但參數也不是瞎調的,可從別人文獻里的數據里取的,加入活度系數模型,為了讓這個模型更接近自然樣品。當水和巖石反應達到平衡的時候,真的生成了鉆石。
           
              再看上面的公式,我們會發現,這個反應是需要氫離子的。這些氫離子來自高溫高壓下水的電離——那個條件下,因為水電離的平衡常數發生了改變,“中性水”的酸堿度在2-3之間。地幔中液體和硅酸鹽巖石相互作用時,導致H+累積而造成pH降低。而隨著pH的降低,鉆石也隨之從液體中析出。

           

        1. 在線客服

          合作咨詢

          工作時間:9:00 - 18:00

          工作日:周一到周六

        2. 官方微信

        3. 意見反饋

        4. 返回頂部

        5. 新浪彩票