土星和木星上的鉆石海洋

這聽起來就像是科幻小說，但是的確有多達1000萬噸的鉆石可能儲存于土星和木星上。

觀測到的證據(jù)證明，土星上的雷暴可以不斷地產(chǎn)生碳粒子。此外，新一輪室內(nèi)實驗和模擬實驗，顯示了碳在極端環(huán)境下的特性。因此，兩位科學家產(chǎn)生了這樣的設想：土星和木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8000K，如果高出這個溫度，鉆石就會熔化。而且，對于土星和木星內(nèi)部的壓力和溫度分布，我們也能夠測量得更加準確了?！蓖箍敌谴髮W麥迪遜分校的行星科學家凱文·貝恩斯說，“這兩個情況結合在一起，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為是可以產(chǎn)生鉆石的行星?？茖W家認為，那兩顆行星上的高溫和高壓能夠將大氣中的甲烷直接轉化為鉆石，然后降落到兩顆行星的內(nèi)部。

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成的。 根據(jù)貝恩斯所說，“卡西尼”號太空船在土星的上層云團中發(fā)現(xiàn)過巨型閃電雷暴，在木星上也發(fā)現(xiàn)過同樣的閃電雷暴，這些巨型閃電雷暴可能是導致鉆石形成的主要原因。在紅外圖片上可看到的黑色風暴區(qū)域，被認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。

新理論指出，一旦煙灰顆粒形成，非結晶碳就會在大氣中下沉，一直到達密度相同的高度，然后在不斷增加的壓力下轉化成為石墨。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，將石墨轉化成為固體鉆石。“這樣，每年會產(chǎn)生大約1000噸鉆石。我估計，在30 000千米厚的含鉆層中，以這種方式形成的鉆石有大約1000萬噸。”貝恩斯說。

在木星大氣的最深層，那里的環(huán)境非常極端，事實上有可能形成一個液體鉆石的海洋。貝恩斯說：“在鉆石熔化的那一層之下，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化成為其他材料了。”

然而，在天王星和海王星的內(nèi)部，溫度要低得多，從來都達不到8000K。因而在這些比較遙遠的行星上，鉆石很可能永遠都不會熔化?！耙虼宋覀兛梢哉f，鉆石很可能會永遠地存在于天王星和海王星上，但不會永遠地存在于土星和木星上。”加利福尼亞州帕薩迪納市特色工程處的行星科學家、研究論文的第一作者莫娜·戴麗特斯基說。

但是，亞利桑那大學的行星科學家威廉·哈伯德對這項研究中提出的碳化學過程表達了自己的懷疑。他認為，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，煙灰很可能會被不斷增加的壓力和不斷升高的溫度破壞掉。

關于這些宇宙鉆石可能會有多大，現(xiàn)在有很多預測。戴麗特斯基認為，這些鉆石最初的大小可能只有1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，就像雨滴一般，最終形成起碼像豌豆一樣大的寶石……有些會變得很大，甚至都可以稱之為“鉆石冰山”了！“這些鉆石很可能要比納米級鉆石大得多，有可能是相當大的厚塊，你可以將其握在手中，”戴麗特斯基說，“在久遠的未來，機器人探測器將有可能到這些氣態(tài)巨星的大氣深處，去開采這些鉆石?！?/p>