一顆形成於地球地幔深處的鑽石包含一種以前從未在自然界中見過的礦物。這一發現是罕見的一瞥，讓我們得以窺探地球深處的地幔，並可能有助於揭示關於地球在超過 660 公里深度結構的新的資訊。反過來，這可以幫助地質學家更好地瞭解地幔如何控制地球的板塊構造。
礦物鈣鈦礦矽酸鈣僅在地球深處發生的極高壓力下形成。內華達大學拉斯維加斯分校的礦物學家奧利弗·查納說，新發現的樣本可能形成於地表以下 660 至 900 公里之間。雖然這種礦物以前曾在實驗室中使用 20 吉帕斯卡的壓力（幾乎是大氣壓的 20 萬倍）合成過，但當它從人工高壓環境中移除時，立即恢復為另一種形式。因此，研究人員認為，從地幔中提取天然存在的鈣鈦礦矽酸鈣是不可能的。“我們認為，找到它的機會非常低，以至於我們從未真正積極地尋找它，”查納說。
因此，當他和他的同事分析來自波札那奧拉帕的鑽石中的缺陷時，發現三小點微小的鈣鈦礦矽酸鈣，這真是一個驚喜。矽酸鈣以其他形式存在，包括地殼中的矽灰石以及地幔中下部的佈雷伊石。但是，這個版本具有明顯的立方晶體結構，這表明它與那些版本的礦物不同。查納和他的同事將這種新礦物命名為“davemaoite”，以紀念地質學家毛河光（Ho-Kwang “Dave” Mao），他進行了一些開創性的實驗，使用金剛石作為壓機，在地球表面實驗性地產生類似地幔的壓力。他們於週四在《科學》雜誌上宣佈了這一發現。
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地球科學家可以根據地殼中存在的物質，對地幔的組成有一個大致的瞭解，因為地幔和地殼中的岩石是相連的：構造運動在數百萬年的時間裡使岩石和礦物在層之間上下移動。然而，當礦物離開下地幔的高壓和酷熱溫度時，它們會發生變形和變化。鑽石是進入這個區域的唯一直接視窗，因為它們不會變形。它們形成於地表以下至少 150 公里處，有些起源於深達 1,000 公里處。鑽石的晶體結構由純碳組成，但它們在形成過程中經常會吸收周圍環境的微小碎片。由於鑽石非常堅硬，即使在鑽石上升到地殼並被礦工開採出來時，它們也可以在高壓下密封這些微小的“包裹體”。在耶路撒冷希伯來大學研究鑽石和深地幔的地質學家奧德·納馮說：“鑽石不會讓任何東西進入或流出，”“它真是一個完美的封閉盒子。”但他沒有參與davemaoite的鑑定。
波札那鑽石中 davemaoite 的含量極少，三小點中的每一點僅寬約 5 到 10 微米。查納和他的同事使用 X 射線分析了這些包裹體，然後用雷射鑽入其中兩個，將材料汽化，並透過一種稱為質譜儀的裝置傳送，以確定構成這些樣本的元素。他們發現 davemaoite 含有驚人的高含量鉀；查納說，這可能有助於在深地幔礦物在地表停留期間穩定它。卡內基科學研究所的地球化學家費英偉說，高鉀含量也暗示了一種在全球範圍內“傳送帶”，在地球化學家費英偉撰寫的一篇為《科學》雜誌上的新研究撰寫的社論中，但並未參與這項研究。鉀在深地幔中不是主要存在，但它很可能在地殼板塊俯衝帶中隨著地殼板塊一起在那裡移動，在俯衝帶中，一個構造板塊被推到另一個板塊之下。
查納說，鉀的一種形式是放射性的，davemaoite 還含有少量放射性元素，如釷和鈾，這些元素不容易被構成下地幔的其他礦物吸收。查納說，這很重要，因為這些元素的衰變約佔地球內部產生熱量的三分之一。根據更接近地球表面的礦物濃度推斷，地球科學家懷疑 davemaoite 約佔下地幔的 5% 到 7%。但查納補充說，這種礦物可能分佈不均勻。正因為如此，富含鈾和釷的 davemaoite 礦穴可能在某些地方占主導地位——這可能解釋了為什麼地幔的某些部分比其他部分更熱。這些熱點有助於驅動地幔中的迴圈，從而驅動板塊構造，因此礦物濃度的微小變化可能會對我們星球的表面產生重大影響。這些變化也可能揭示更多關於地球地殼與其下地幔之間聯絡的資訊，或許有助於解釋元素如何在它們之間遷移。查納說，這是一個才剛剛成為可能的研究領域。“擁有仍然存在的來自下地幔的真實礦物，對於這類研究來說是一個相當新的方向，”他補充道。