研究人員發現，來自地下的鑽石現在揭示，生命活動可以對地球表面以下深處產生影響。
地球上所有的生命都以碳為基礎。這種元素透過大氣、海洋和地殼以一種叫做碳迴圈的模式移動。人類和地球上的其他生命是這個迴圈的一部分——例如，我們和其他物種靠用碳製造的營養物質為生，例如糖、脂肪和蛋白質，並且也撥出二氧化碳和透過汽車和工廠排放這種氣體。
碳迴圈最廣為人知的部分發生在地球表面或附近，但最近的研究暗示，碳迴圈可能比通常認為的要深入得多地延伸到地球內部。例如，富含碳沉積物的洋殼可能會俯衝，或者說消減，與上地幔層的熱巖混合，該地幔層可延伸至地下約 410 英里（660 公里），甚至更深的地幔層。如果這是真的，那麼不僅僅是地球薄薄的地殼可能在這個關鍵迴圈中發揮作用——地球上更大的部分也可能參與其中。
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然而，要獲得這種迴圈發生的證據已被證明是困難的。
現在，來自巴西的“超深層”鑽石揭示碳迴圈確實深入到地幔中。
深層、深層的鑽石 科學家們研究了來自巴西Juina金伯利岩礦場的六顆鑽石。從地表挖掘出來的大多數鑽石形成於不到 125 英里（200 公里）的深度，但其他的，例如 Juina 鑽石，已經產生了罕見的超深層鑽石。這些鑽石可以含有稱為內含物的微小礦物顆粒，其化學性質表明它們起源於更深的深度。[相關：鑽石是如何製成的？]
英國布里斯托大學的地質學家邁克爾·沃爾特說：“鑽石中的內含物對於研究地球深處不可及的部分非常有用。”“這有點像在琥珀中研究已滅絕的昆蟲。雖然我們無法提取 DNA 並培育恐龍，但我們可以提取它們的化學成分，並透過在極端條件下在實驗室中培育礦物來判斷它們的形成地點。”
在研究人員分析了內含物之後——每個內含物僅有 15 到 40 微米寬，或相當於人頭髮直徑的六分之一到五分之二——他們發現內含物包含了一種叫做玄武岩的火山岩所期望的全部礦物，這種火山岩最初形成於地球表面，然後在極高的壓力和溫度下結晶。形成這些內含物的條件只能在下地幔中超過 435 英里（700 公里）的深度才能找到，這表明這些物質從地表迴圈到地球內部。
該團隊發現，這些鑽石還含有顯然起源於地表附近的碳同位素。所有碳原子都有六個質子，但碳的同位素在其原子核中具有不同數量的中子——例如，碳-12 有六個中子，而碳-13 有七個中子——並且這些鑽石的碳-13 水平相對較低，這表明它起源於地殼，而不是地幔。
華盛頓卡內基研究所的研究員史蒂夫·希雷解釋說：“起源於一種叫做玄武岩的岩石中的碳，這種岩石是在地表從熔岩形成的，通常與起源於地幔的碳不同，因為它含有的碳-13 相對較少。” “這些超深層鑽石含有的碳-13 少得多，這最符合在改變的洋殼中發現的有機成分的起源。”
研究人員認為，這些鑽石是在來自海洋地殼的玄武岩俯衝到下地幔時，由形成鑽石的流體結晶而成的。
重新浮出水面
鑽石在下地幔形成後，可能隨後被起源於地球核心附近的巨大熱巖柱（稱為地幔柱）發射回地表附近，可能是在恐龍仍然統治世界的白堊紀時期開始的。
沃爾特告訴我們的神奇星球說，可能是“地球上的主要碳儲存庫可能是地幔，而不是大氣或生物圈，但它是最不為人所知的。”“地幔儲層可能會影響地球歷史上全球的迴圈。”
科學家們在 9 月 15 日的線上《科學》雜誌上詳細介紹了他們的發現。