地球深處或存在“超級鉆石” 蘊含潛在能量
[導(dǎo)讀]美國華盛頓的卡內(nèi)基研究所地球物理實驗室通過模擬地球深處物化環(huán)境創(chuàng)造出“超級鉆石”，且該研究同時也折射出在系外行星極端的環(huán)境下，是可能生存著某種形式的生命。
人造鉆石就是通過模擬類似地球內(nèi)部高溫高壓環(huán)境制造出來
騰訊科技訊（Everett/編譯）據(jù)國外媒體報道，在地表之下100英里的地方，一個土豆大小的鉆石以每小時40英里的速度運動是一個什么樣的場景？地球內(nèi)部是否存在一個生命的秘密禁地？是否存在著比任何人夢想都要多的石油和天然氣，而且這些燃料并不是由靠近地表的古老植物和動物的遺骸產(chǎn)生。此外，溫室氣體，二氧化碳會不會轉(zhuǎn)變成一種固態(tài)的礦產(chǎn)存在于地球內(nèi)部？以上這些都是現(xiàn)實版的科幻小說中經(jīng)典之處。然而，在美國化學(xué)學(xué)會第242次全國會議以及展覽會上，本次會議的主題就是“地球中心的旅程”。卡內(nèi)基研究所的科學(xué)家研究地球深處的碳元素，并模擬其環(huán)境制造出了“超級鉆石”。
據(jù)位于美國華盛頓的卡內(nèi)基研究所地球物理實驗室主任羅素赫姆利（Russell Hemley）博士介紹：由數(shù)百名科學(xué)家組成的研究小組將參與一個國際性的研究項目，其被稱為“深碳觀測計劃”，將探索我們所關(guān)注事物中的化學(xué)元素，比如二氧化碳中的碳。在從全球氣候變暖的問題上，數(shù)以百萬計的專家學(xué)者意識從地球表面、大氣和海洋環(huán)流的角度研究碳在其中的作用。而目前執(zhí)行的“深碳觀測計劃”則是揭示在地球表面下數(shù)百乃至數(shù)千英里處運動的信息，我們將其稱為“深碳循環(huán)”。
而這個基礎(chǔ)性的研究在未來將產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。科學(xué)家使用實驗室的設(shè)備，模擬再現(xiàn)了地球深處的壓力條件，其是地球表面壓力的千倍至百萬倍。在這個過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個新的巖石材料，這種巖石材料由二氧化碳轉(zhuǎn)化而成，并將其稱為聚合物二氧化碳。隨著進一步的細化，科學(xué)家們可以在更接近地球表面壓力條件下，提高該物質(zhì)的穩(wěn)定性。
這項研究的后續(xù)成果還可能產(chǎn)生新的材料供給工業(yè)和商業(yè)發(fā)展。羅素赫姆利博士的實驗室中，已經(jīng)根據(jù)對地球內(nèi)部的研究，開發(fā)出了一種“超級鉆石”，或者說比現(xiàn)有市面上銷售的鉆石具有更大更好的高品質(zhì)特征。而這些“超級鉆石”雖然是在實驗室中創(chuàng)造出來的，但是，其研究根源是來自地球深處。我們知道天然的鉆石形成過程是很緩慢的，而地球內(nèi)部深處具有高溫高壓的環(huán)境，可以說實驗室就是模擬地球深處的物理條件創(chuàng)造出“超級鉆石”。此外，今天的人造鉆石也是通過這樣的原理制造出來的。
赫姆利博士的研究小組創(chuàng)造的新型鉆石具有優(yōu)越的性質(zhì)，包括極高的硬度和透明度，以及更好的電氣和溫度特性。而鉆石可以提高計算機芯片的運行速度，而且產(chǎn)生的熱量要低于現(xiàn)有的硅芯片。如果使用先進的切割工具，可以應(yīng)用在航天領(lǐng)域，探測器著陸在其他行星或者小行星上都要使用耐熱且耐用的材料。
然而，國際“深碳觀測計劃”就是將探索天然鉆石形成的奧秘，包括其化學(xué)成分，特別是它們是如何迅速地從地球內(nèi)部深處快速向上移動的。當然，雖然該計劃的題目是觀測，但是科學(xué)家不可能直接看到這個過程的發(fā)生，而針對地球表面下100英里地方發(fā)生的這個過程，目前還沒有切實可行的方法。據(jù)華盛頓卡內(nèi)基研究所地球物理實驗室主任赫姆利（Hemley）解釋：我們所謂的觀測針對實驗室的模擬研究而言。而赫姆利實驗室則是重點研究極端條件下得化學(xué)以及材料物理的情況。
在美國化學(xué)學(xué)會的會議上，科學(xué)家們討論了關(guān)于行星氣體、液體以及冰在極端環(huán)境條件下的化學(xué)組成，這也是本次會議的主題。對行星物質(zhì)在極端壓力和溫度條件下會發(fā)生什么情況，這對研究地球內(nèi)部深處的現(xiàn)象類似，可以起到等效的研究效果。而“深碳觀測計劃”中，另一個重點研究領(lǐng)域則是能量問題。從某種程度上說，碳氫化合物在地球深處的以無機過程產(chǎn)生，而不是僅僅是由植物和動物的化石遺骸產(chǎn)生，這個過程至今仍然是一個懸而未決的問題。所以，探索碳這個非常普通的元素在地球深處的具有何種性質(zhì)，有助于科學(xué)家了解一種潛在的能量產(chǎn)生途徑。
最后，“深碳觀測計劃”的研究同時也影響到了對地球上其他生命形式的探索，甚至也對系外行星生命的研究產(chǎn)生了影響。目前，科學(xué)家以及確定了在地球表面下一英里左右還存在著微生物的現(xiàn)象，而這里的物理環(huán)境則是具有非常高的溫度的。同時，科學(xué)家也懷疑，在更深的地球深處，還存在著包括生命形式在內(nèi)的不為人知事件。
過去的研究表明，細菌或者其他形式的生命無法生存在超過幾千個大氣壓的環(huán)境下，但是，赫姆利博士的實驗室最新的研究表面，一些細菌可以生存在高達2萬個大氣壓的環(huán)境下。所以，從這個角度出發(fā)，在極端條件下的外星環(huán)境中，生命是可能存在的，問題只是會以何種方式出現(xiàn)。該研究的資金來源于美國國家科學(xué)基金會、華盛頓卡內(nèi)基研究所、美國能源部以及艾爾弗雷德P.斯隆（Alfred P. Sloan）基金會。
