胡德良(譯)

研究人員宣布道：這聽(tīng)起來(lái)就像是科幻小說(shuō)，但是的確可能有多達(dá)1,000萬(wàn)噸鉆石儲(chǔ)存于土星和木星上。

觀測(cè)到的證據(jù)表明，土星上的雷暴可以活躍地產(chǎn)生碳粒子；此外，新一輪室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和模擬顯示了碳在極端環(huán)境下的特性。因此，兩位科學(xué)家產(chǎn)生了這樣的設(shè)想：土星和木星兩顆行星都有可能為鉆石的形成提供穩(wěn)定的環(huán)境。

“我們現(xiàn)在知道，固體鉆石所承受的最高限溫是8,000°K，如果高出這個(gè)溫度，鉆石就會(huì)融化。而且，對(duì)于土星和木星內(nèi)部的壓力和溫度分布，我們也能夠測(cè)量得更加準(zhǔn)確了，”威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的行星科學(xué)家凱文·貝恩斯（KevinBaines）說(shuō)，“這兩個(gè)情況結(jié)合在一起，首次向我們表明：固體鉆石可能存在于兩顆行星大范圍的縱向區(qū)域中。”不久前，在科羅拉多州丹佛市舉行的一次會(huì)議上，研究人員提交了這篇研究論文，貝恩斯是該論文的合作者。

根據(jù)較早期的理論，只有天王星和海王星才被認(rèn)為是可以產(chǎn)生鉆石的行星?？茖W(xué)家們提出：那兩顆行星上的高溫和高壓或許能夠?qū)⒋髿庵械募淄橹苯愚D(zhuǎn)化為鉆石，然后降落到兩顆行星的內(nèi)部。

據(jù)科學(xué)家們推測(cè)，土星和木星的溫度要低得多，甲烷也要少得多。因此，他們通常認(rèn)為這兩顆行星不具備產(chǎn)生這些寶石的能力。

在土星的大氣中，大約有0.5%為甲烷；在木星的大氣中，只有大約0.2%為甲烷。然而，在天王星和海王星上，將近15%的大氣都是由甲烷構(gòu)成的。

根據(jù)貝恩斯所說(shuō)，“卡西尼”號(hào)太空船在土星的上層云團(tuán)中發(fā)現(xiàn)過(guò)巨型閃電雷暴，在木星上也發(fā)現(xiàn)過(guò)同樣的閃電雷暴，這些巨型閃電雷暴可能是導(dǎo)致鉆石形成的主要事件。從紅外圖片上所看到的黑色風(fēng)暴區(qū)域被認(rèn)為是甲烷分子分解成碳的區(qū)域，這種碳極有可能就是煙灰顆粒。

這個(gè)新理論指出：一旦煙灰顆粒形成，非結(jié)晶碳就會(huì)在大氣中下沉，一直到達(dá)密度相同的高度，然后在不斷增加的壓力下轉(zhuǎn)化成為石墨；石墨繼續(xù)下降到土星更深層的大氣中，直到壓力和溫度不斷積累，將石墨轉(zhuǎn)化成為固體鉆石。

“這樣，每年會(huì)產(chǎn)生大約1,000噸鉆石。我估計(jì)，在30,000公里厚的含鉆層中，以這種方式形成的鉆石有大約1,000萬(wàn)噸?！必惗魉拐f(shuō)。

液體鉆石的海洋

在木星大氣的最深層，那里的環(huán)境非常極端，事實(shí)上鉆石有可能形成一個(gè)液體鉆石的海洋。貝恩斯說(shuō)：“在鉆石融化的那一層之下，含有原子氫和電離氫的大氣變得極具破壞力，很可能那里的液體鉆石已被轉(zhuǎn)化成為其他材料了?！?/p>

然而，在天王星和海王星的內(nèi)部，溫度要低得多，從來(lái)都達(dá)不到8,000°K，因而在這些比較遙遠(yuǎn)的行星上，鉆石很可能永遠(yuǎn)都不會(huì)融化。

“因此我們可以說(shuō)，鉆石很可能會(huì)永遠(yuǎn)地存在于天王星和海王星上，但不會(huì)永遠(yuǎn)存在于土星和木星上?！奔又菖了_迪納市加州特色工程處的行星科學(xué)家、研究論文的第一作者莫娜·戴麗特斯基（MonaDelitsky）說(shuō)。

但是，亞利桑那大學(xué)的行星科學(xué)家威廉·哈伯德（William Hubbard）對(duì)這項(xiàng)研究中提出的碳化學(xué)過(guò)程表達(dá)了自己的懷疑態(tài)度。他認(rèn)為，土星上的閃電雷暴所產(chǎn)生的煙灰太少，不足以形成鉆石，而且隨著飄落到更深層次的大氣中，煙灰很可能會(huì)被不斷增加的壓力和不斷升高的溫度破壞掉?！笆軣岫纸獾奶伎赡軆H僅跟氫一起形成一種溶液，但不會(huì)析出而成為鉆石。”哈伯德說(shuō)。

“鉆石冰山”

關(guān)于這些宇宙鉆石可能會(huì)有多大，都是基于推測(cè)的。戴麗特斯基認(rèn)為，這些鉆石最初的大小可能只有一微米，就如同閃電產(chǎn)生的煙灰顆粒一般大。隨著下降到行星更深層的內(nèi)部區(qū)域，這些顆粒逐漸增大，很像雨滴一般，最終形成起碼像豌豆一樣大的寶石……有些變得如此之大，甚至都可以稱(chēng)之為“鉆石冰山”了！

“這些鉆石很可能要比納米級(jí)鉆石大得多，有可能是相當(dāng)大的厚塊，你可以將其握在手中，”戴麗特斯基接著說(shuō)，“在久遠(yuǎn)的未來(lái)，機(jī)器人探測(cè)器將有可能到這些氣態(tài)巨星的大氣深處，去開(kāi)采這些鉆石?！?/p>

這篇研究論文被提交到美國(guó)天文學(xué)會(huì)行星科學(xué)分會(huì)第45屆年會(huì)上。

(譯自：美國(guó)《國(guó)家地理》雜志網(wǎng)站 原著：AndrewFazekas)