這是一顆取自巴西汝拉州的鑽石，其表面被切開一個切口以觀察其中有無包裹體

　　就像琥珀中包裹的昆蟲可以提供很多信息一樣，鑽石中的礦物包裹體顯示其化學組成源自海床環境，然而其包裹體生成環境卻是在地幔深處，這是首個確實證據，顯示碳循環的範圍遠大於之前預期

　　這是一幅示意圖，顯示鑽石和其中的包裹體隨著下衝的洋殼進入下地幔，隨後隨著上涌地漫流抵達上地幔，並最終以金伯利岩體出露的形式返回地表

　　北京時間9月23日消息，一項對深處地層中鑽石的研究指出，生命活動可以對地表下很深的部位産生影響。

　　地球上所有生命都基於碳元素。這種元素會在地球的大氣，海洋和地殼中進行循環，稱為碳循環。地球上的一切生命，包括人，都是這一巨大循環體系的一部分。舉例來説，我們以碳元素為基礎的食物為生，包括糖，脂肪和蛋白質。與此同時我們也不斷排出碳元素，如呼出的二氧化碳，當然現在還有我們的工業和汽車産生的排放。

　　一般認為，碳循環的地區集中在地表或接近地表的區域，但是最新的研究暗示這一循環覆蓋的範圍可能要比先前的設想大得多。如滿布沉積物的深海地殼可以俯衝到大陸板塊下方，進入上地幔，甚至到達650多公里深的炙熱深部。按照這種情景來看，那麼地球上的碳循環就絕不僅僅是局限在表層那樣的一個小範圍內的了。

　　然而要找出這一觀點的確鑿證據卻被證明困難重重。現在機會終於出現了：在巴西發現的超深地層鑽石提供了第一個確實的證據，即碳循環所發生的空間範圍要比我們原先設想的大。

　　超深地層鑽石

　　科學家們對出土于巴西汝拉州金伯利岩體中的6顆鑽石樣本進行了分析。地球表面發現的大部分鑽石的生成地點深度都不超過地下200公里，但是在汝拉州地區，這裡的情況有些不同尋常。這些鑽石中或會帶有一些雜質混入，稱為包裹體，對這些包裹體礦物的分析顯示它們的生成深度遠大於200公里。

　　英國布裏斯托爾大學地質學家麥克沃爾特(Michael Walter)説：“鑽石中的包裹體對於研究我們技術不可到達的地下深處真是太有用了。這就像是研究被封存在琥珀中的已滅絕的昆蟲。儘管我們沒有辦法提取DNA並復活一頭恐龍，但是我們卻可以提取這些被封存的礦物樣本進行分析，通過在實驗室極端環境下測試礦物生長來確定其最初的産生環境。”

　　這些細微的包裹體——每個直徑都僅有15~40微米，這相當於一根人類頭髮絲的2/5的1/6。對它們的分析結果發現，這些包裹體中包含了構成玄武岩的全部礦物組合。玄武岩是一種火成岩，屬於噴出岩，是火山爆發時在高溫高壓下涌出地表，並隨後由於暴露于地表環境而迅速冷卻結晶後形成的。然而這些包裹體的形成環境只存在於地下超過435英里(約合700公里)處的地幔深處。這就説明這些包裹體中的礦物源自地表，並隨著循環體系進入了地幔深處並被包裹進了鑽石體內。

　　小組的化驗還顯示這些鑽石的碳同位素參數同樣符合近地表環境特徵。自然界中所有碳原子中都含有6個質子，但是有一部分碳原子原子核中的中子數目有差異，比如碳-12的原子核中擁有6個中子，而碳-13就有7個中子，這就是同位素。而這些鑽石樣本具有低碳-13水平，意味著它們是地殼起源，而非地幔。

　　研究小組成員，華盛頓卡內基研究院的地質學家史蒂夫肖利(Steve Shirey)解釋説：“玄武岩是一種噴出岩，形成于地表，其中含有的碳元素同位素特徵往往和地幔成因的岩石不同，相對而言它們擁有更低的碳-13豐度。而這些鑽石樣本顯示顯著的碳-13低水平，最有可能的便是古代的海底有機物沉積。”研究人員們推斷，這些鑽石是在海洋板塊俯衝進入陸地板塊下方時凝結形成的。

　　重見天日

　　當鑽石在下地幔區域形成之後，在隨後的歲月裏它們可能曾一度接近地面，比如跟隨從地心附近升涌的巨大炙熱岩漿體——地幔羽，一起上升，這種上升過程可能從白堊紀就開始了，那時候地面上還是恐龍統治的天下。

　　沃爾特告訴記者：“地球上最大的碳元素儲藏室可能是地幔，而不是傳統認為的大氣圈或生物圈，然而對於這一點我們卻是了解最少的。從地球歷史的角度看，地幔中的碳儲備可能會對全球的碳循環構成影響。”有關這一發現的論文已經發表在了上週四出版的《科學》雜誌上。(晨風)