扎利亞·格威特
（Zaria Gorvett）
1986年在南非發(fā)現(xiàn)的“百年巨鉆”
故事要從送抵倫敦的一個包裹談起。包裹裝在一個普通的紙盒中，收件人是倫敦中心的一家礦業(yè)銷售代理公司“S Neumann & Co”，這個盒子重量大約500克。但這不是一個普通的包裹。
包裹送抵的日子是1905年4月的一天，在這個日子的三個月前，南非普列米爾鉆石礦（Premier Mine）的地面經(jīng)理在地面下5.4米的礦道作例行檢查時，突然發(fā)現(xiàn)他頭頂粗糙的巖墻上有亮光閃爍。他以為是同事用錘子敲進墻的一大塊玻璃，用來惡搞他。但怕萬一錯失珍寶，他掏出了小刀，在墻上掏挖了一會兒，小刀突然折斷。不過他最終還是把這塊發(fā)光的石頭取了出來，原來并非玻璃，而是一顆貨真價實的鉆石，一顆重達3106.75克拉，大如拳頭的巨大鉆石，而且，不僅罕見巨大，還澄澈透明異常。
這顆鉆石被稱為“庫利南鉆石”（Cullinan），是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)最大的鉆石。最后被打磨成多塊較小的鉆石，最大的一顆就像遙遠星系中的恒星一樣發(fā)出冷冽的光芒。因此，這塊庫利南I號鉆石有時也被稱為“非洲之星”。
近120年過去，這顆超級巨鉆并未被世遺忘。在英國女王伊麗莎白二世的送葬隊伍中，幾顆庫利南鉆石被放在女王的靈柩上，伴隨著女王乘坐靈車，直到女王靈柩下葬于皇家墓室，才從靈柩移走。因為這些巨大的鉆石是英國王室珠寶的一部分，通常保存在倫敦塔，在國家慶典才取出來展示于眾。庫里南1號鉆石現(xiàn)鑲嵌在英王國權(quán)杖之上，而全球第二大的庫利南2號則鑲嵌于英國王冠。
不過在庫利南原鉆精細打磨成璀璨的鉆石并載入歷史史冊之前，還需要找到買主出售，而最有希望的買主應(yīng)該在倫敦。但接下來的問題是：如何將價值連城的庫利南原鉆安全送到12755公里外的倫敦，而不會遭到盜劫？
如果沒有鉆石工業(yè)，地質(zhì)學家對我們地球深處的認識就會少很多
最后，這塊無價之寶是在約翰內(nèi)斯堡用普通掛號郵件寄往倫敦，郵費僅3先令，約合75美分（換算成今天的幣值約11.79英鎊或13.79美元）。與此同時，一顆原鉆的復制品則送上蒸汽輪船經(jīng)長途海運到倫敦，這個冒牌貨故意惹人注目地放進船長的保險箱，并有警探作為看守，以此欺騙可能的盜賊。令人驚訝的是，真假兩個版本最后都安全寄達。（真的）這顆鉆石因為太貴賣了多年都賣不出去，最后由英國的德蘭士瓦（Transvaal）政府用15萬英鎊（約等于今天的2000萬英鎊或2250萬美元）買下，作為禮物送給英國國王愛德華七世（King Edward VII）。
不過，庫利南鉆石雖然以體積大和純凈透明度極高聞名全球，但并非唯一具有這類物理特性的鉆石。具有庫利南鉆石這類特性的鉆石總稱為克力匹爾鉆（Clippir diamond，英文clippir是這類鉆石六大特性的英文單詞首字母總和）。克力匹爾鉆不止有令人驚艷的特性，還有我們?nèi)庋劭床坏降拿孛堋?/p>
鉆石如此美麗燦爛，但其出身卻很卑微，原是地球深處的巖石碎片，因一種人類仍感困惑難解的異常地質(zhì)活動，經(jīng)歷極其漫長的歲月才化身成晶瑩奪目的金剛石。這些奇異的巖石是來自人類無法探測的一個隱秘世界的罕見信息囊，這個世界在地球深處，壓力大到不可想象，含有扭曲的綠色巖石和其他無可名狀的礦物。全世界的科學家數(shù)十年來一直埋首研究，希望能揭示這個地球深處世界的秘密。有趣的是，正是我們最珍視的燦爛鉆石能向我們提供這個地心世界非比尋常的信息。事實上，正是庫里南這樣的大型鉆石正在改變我們對地球內(nèi)部的認識。
2020年，埃文·史密斯（Evan Smith）坐在美國寶石學院（GIA）的一臺顯微鏡前，小心地套上橡膠手套，凝視著儀器的鏡片。鏡片下是一顆124克拉，價值連城的鉆石，約有核桃大，光芒炫目。
為了研究這顆價值連城的鉆石，史密斯通過了幾乎達軍事級別的安全檢查，先是虹膜掃描和身份檢查，然后通過層層緊鎖的安全門、安全升降機，以及限制甚多的神秘走廊。在他仔細研究著鉆石的時候，室內(nèi)的監(jiān)控攝像機還不斷地向時刻警惕的保安人員發(fā)送房間的畫面。
圖像來源，Reuters
英王的王冠上鑲嵌的鉆石中可能有兩顆是超深鉆。一顆是庫利南2號（或曰非洲之星2號），一顆是有名的"光之山"（ Koh-i-Noor ）
BBC國際臺粵語節(jié)目，重溫一周國際大事，兩岸四地消息，英國境況。並備有專題環(huán)節(jié)：〈記者來鴻〉、〈英國生活點滴〉和〈華人談天下〉。
分集
End of Podcast
史密斯是美國寶石學院的高級科研人員，他正在研究這顆鉆石的成分，鉆石中附帶的一些來自地球深處的化學物質(zhì)可以揭示鉆石晶體是如何形成的，以及在什么條件下形成。但是研究價值連城的鉆石是一件相當棘手的工作，通常情況下，研究人員不可能拿到最大粒的鉆石樣本進行研究。這些鉆石會被送到世界各地，不過是去見潛在的買家，而不是去見科學家，這令人很喪氣。
加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia）礦物勘探教授瑪雅·科皮洛娃（Maya Kopylova）說，獲得任何可資研究的鉆石樣本作研究都很困難，而她可以研究的大多數(shù)鉆石則都沒有研究的價值。她說，“研究人員必須與鉆石公司保持良好的關(guān)系，他們永遠不會給你有價值的樣本。所以，他們永遠不會給我們比6毫米（0.2英寸）大的鉆石?！?/p>
即便可以獲得鉆石研究，其手續(xù)也很繁瑣而昂貴。首先，科皮洛娃必須參觀有高度保安監(jiān)視的鉆石分類設(shè)施，并確定她想要研究的樣本。一旦獲得批準，接下來就是文書工作，所有鉆石進出口都必須要有金伯利進程（Kimberley Process）證書，以證明其來源合法，防止戰(zhàn)爭鉆石或曰“血鉆石”進入市場。
然而，史密斯不同，在美國寶石學院，他可以接觸到世界上最大量的鉆石，因為數(shù)量上百萬的珠寶鉆石會送到這里進行評價估值，以便投?；虺鍪?。史密斯說，“如果你想看一些罕見和不尋常的珠寶，這里是最理想的地方，因為鉆石都要經(jīng)過這里。每隔幾天，你就可以借一顆鉆石，也許用幾個小時，也許一兩天作研究?！?/p>
幾年前，史密斯正是做了這樣的研究。他和一個國際科學家團隊一起，隨意地索取了53顆屬于最大、最清澈、最昂貴的一類鉆石，即克力匹爾鉆石，其中有的即來自庫利南鉆石礦，然后他和同事把53顆鉆石帶回實驗室，放在顯微鏡下觀察。
史密斯的發(fā)現(xiàn)是革命性的。克力匹爾鉆石中有近四分之三含有微小的物質(zhì)，一些未被氧化的金屬顆粒，這是普通鉆石中找不到的東西，而另外15顆鉆石中含有的異物顆粒是石榴石。石榴石只能在地幔中形成。地幔是地殼和熔融狀的地核之間的巖石圈，分成兩部分，接近地殼的上地幔和更深入地心，僅在地核之上的下地幔。
總的來說，克力匹爾鉆石中的金屬顆粒提供了化學物線索，顯示這些鉆石只可能在地表下深度從360公里到750公里之間的地幔巖石圈中形成。在這個鉆石“生成帶”中，其深度足以解釋其含有的金屬顆粒為何沒有氧化，因為氧氣含量要在比這較高的地層中才會增多，但這批克力匹爾鉆石也沒有深到750公里之下的下層地幔，因為這里石榴石會在巨大壓力下分解。要知，一般鉆石形成于地殼以下僅150-200公里的地層中。
在2020年的研究中，史密斯與美國珠寶研究院研發(fā)副總裁王五一，共同分析了這顆124克拉的鉆石，發(fā)現(xiàn)這顆鉆石可能形成于較深的地底，至少在地表以下660公里的深處。
超深鉆石中的一些碳元素可能來自埋葬在大洋板塊的古代海洋生物，隨后沉到很深的地幔層
史密斯說，“從地質(zhì)學的角度來看，（一般認為） 鉆石是非常奇異的礦物?！迸銮傻氖?，我們?nèi)祟愡@個物種對這種奇異礦物深為迷倒，我們每年要花數(shù)以千萬美元計的金錢去尋求，這遠遠超過任何研究項目的預(yù)算。
雖然人類為挖礦找鉆石，造成戰(zhàn)爭、殖民、河流改道和稀有物種棲息地喪失等等的破壞，但史密斯認為，如果不是人類對這些閃閃發(fā)光的碳結(jié)晶的癡迷熱愛， “我們?nèi)祟惥蜁Γㄣ@石不尋常特性）的故事一無所知，因為我們永遠不會去尋找和研究?！?/p>
即使是最普通的鉆石在諸多類巖石中也是鶴立雞群，因為所有鉆石都是在地表以下很深處形成，達到的的深度比其他任何巖石形成的深度都要深得多?？破ぢ逋拚f，除了鉆石，“地表上沒有任何來自600公里深處的物質(zhì)，絕對沒有?！钡竭_地球表面的熔巖來自地下約400公里深的地方，但這是融化的巖石，而鉆石不同，從地底深處到達地表仍是原封原樣?？破ぢ逋扪a充說，而且?guī)r石熔化“增加了另一層的不確定性，即我們不知在熔化之前的原始物質(zhì)是什么?！?/p>
每一顆被出售或佩戴過的鉆石，除了在實驗室里制造的人造鉆石，都至少形成于9億9千萬年前，在那個非常遙遠的地質(zhì)年代，奇異如意大利面狀的生命形式和原始藻類剛剛從海洋爬上陸地。而有些鉆石的年齡更是地老天荒，結(jié)成鉆石晶體至少在32億年前，那時整個地球可能還全是一片汪洋，從太空看是一個通體藍色的旋轉(zhuǎn)球體，不見一線陸地，更無所謂大陸。
鉆石一旦在地球深處形成，要經(jīng)過一系列機率很低的過程才能帶到地表。首先，是地幔中極熱巖石的自然運動經(jīng)過數(shù)億年的時間將鉆石帶到接近地表的位置，這個流動可能是從地核邊緣到地幔之間高達數(shù)千公里的巨大巖石“熔流”的一部分。
然后鉆石還必須在正確的時間出現(xiàn)在正確位置，即需在來自地核中的熔巖向下往上噴發(fā)時恰在此處。史密斯說，“（熔化的巖體）會帶走形成于不同地方的鉆石，然后鉆石與熔巖混合在一起。”這些包含斑斑點點鉆石的熔巖隨后在地殼內(nèi)冷卻凝固成巖石，主要是一種被稱為金伯利巖的巖石。千百萬年后，被夾在金伯利巖石層的鉆石才可能被人類發(fā)現(xiàn)。
大多數(shù)鉆石都是小顆粒鉆石，形成于地殼下的上地幔中
早在20世紀80年代，地質(zhì)學家就開始注意到，有些鉆石看起來與多數(shù)鉆石不同，有時其含有的礦物質(zhì)可能表明，這些罕見鉆石是在比普通鉆石更高的壓力下形成的（后面會詳細介紹）。史密斯說，“我們開始懷疑，是否有些鉆石的形成比其他鉆石更深入地心?！?/p>
再回到本文開始講述的故事。那顆巨大粗糙的庫利南原鉆安全抵達倫敦后，即送到荷蘭的皇家阿舍爾鉆石公司，由公司最好的鉆石切割手約瑟夫·阿舍爾（Joseph Asscher）操刀。據(jù)報道，因這塊原鉆太大，錘子的第一次重擊竟將刀子震碎，阿舍爾當場昏倒。不過阿舍爾最終成功將這顆原鉆切割成9顆大鉆石，最大的一顆重達530.20克拉，此外還有96顆較小的鉆石。最大的幾顆成為英國皇冠和權(quán)杖上的裝飾及英國王室的私人珠寶，其余較小的鉆石則賣給世界各地的客戶。
就在這個時候，他們注意到一個令人費解的模式。大多數(shù)被稱為I型的鉆石都含有大量的氮，這影響了鉆石的晶體結(jié)構(gòu)，并為鉆石增加一絲淡黃色或棕色。不過，有時某顆鉆石上幾乎檢測不到這種元素的痕跡。這些是II型鉆石，極其罕見，通常是非常大的鉆石。
史密斯說，“這類鉆石與眾不同的不僅僅是大。當你觀察這些很大高質(zhì)量的（II型）鉆石時，比如庫利南鉆石，發(fā)現(xiàn)都有一些異常之處，這些鉆石較有可能屬于罕見的同類。這曾經(jīng)是一個長期未解的謎團?！?/p>
最終，科學家發(fā)現(xiàn)一些鉆石是“超深”鉆石，即在地表以下極深處形成，其深度超乎想象，遠超于一般鉆石。另外還確定了一些最有可能發(fā)現(xiàn)超深鉆石的鉆石礦，比如南非的庫利南礦和附近萊索托王國的萊特森礦（Letseng），史密斯在顯微鏡前研究的124克拉鉆石就出產(chǎn)于后者。
今天諸多超深鉆石來自南非的庫里南鉆石礦和萊索托的萊特森礦
但在之前幾十年期間，大多數(shù)在地球深處發(fā)現(xiàn)的鉆石都很微小，沒有特別的價值。要研究大型、昂貴的鉆石卻一直很麻煩，沒有人檢查過這些巨鉆是否也屬于超深一類。史密斯說，“我們從來沒有想到某些超深鉆石會是什么珍寶，沒有想過有人會把超深鉆石戴在身上，或者，你知道，裝飾在王冠或權(quán)杖之類的東西上。”
史密斯2020年研究發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵證據(jù)是一種很難找到的礦物，這是6年前在一顆于1879年撞擊地球的隕石碎片中首次發(fā)現(xiàn)，而這個隕石已有45億年歷史。
據(jù)認為，這塊古老的地外巖石曾經(jīng)是一個更大的天體小行星的一部分，在撞擊地球的一次災(zāi)難中破裂。撞擊時產(chǎn)生的驚人高壓類似于地球內(nèi)部的強大壓力。
這顆被稱為特納姆（Tenham）的隕石在下落中破碎，碎片散落在澳大利亞昆士蘭州，其中許多被人收集，最終由一位地質(zhì)學家的遺孀送給了倫敦的大英博物館。143年后的今天，科學家對這些隕石碎片進行了廣泛的研究，特別是想知道這些碎片是否能提供有關(guān)我們地球內(nèi)部的信息。
2014年，科學家們在這些天外來客的其中一塊巖石中發(fā)現(xiàn)了橋錳石。盡管這種礦物在地球上是儲量最豐富的物質(zhì)，但卻只能在地幔的高壓下存在，而地幔在處于熔融狀態(tài)的地核之上。橋錳石就像許多高壓礦物一樣，到達地表就會分解，因此這還是人類第一次看到橋錳石的真面目。
令人相當意外的是，史密斯研究的124克拉鉆石中也含有僅存于地幔中的這種礦物質(zhì)，不過呈現(xiàn)破碎狀態(tài)，因為即使包裹在堅不可摧的鉆石中，到了地表，橋錳石一般也無法維持原狀。這表明，這顆閃閃發(fā)光的大鉆石是在超深的下地幔形成的，在地球這個深度，壓力至少是海平面的24萬倍，是海洋最深處馬里亞納海溝（Mariana Trench）壓力的240倍。
但為什么這一切使得超深鉆石非同尋常？超深鉆石能否告訴我們其所在的那個人類看不見的世界的任何信息？
傳說因庫利南巨鉆太大，第一次切割把刀具都撞斷
根據(jù)史密斯的說法，世界上最大和最有價值的鉆石的不同尋常的品質(zhì)完全取決于其形成方式。
即或是一般普通鉆石，其起源至今仍然有些神秘，科學家認為鉆石是以一種流體的形式開始其形成晶體的歷程，最初有可能是被困在地底深處的遠古海水，然後隨著下沉的大洋板塊到達地球深處。不知什么原因，也許是由于溫度或壓力的突然變化，富含礦物質(zhì)的水最終會把溶解在水中的碳排放出來，被排出來的碳然后沉淀，最終在地球深處的巨大壓力下結(jié)晶成為鉆石。
但像庫利南鉆這樣的超深鉆石就不一樣了。這些鉆石不是在水中開始的，而是在更深的地球內(nèi)部，從溶解在液態(tài)金屬中的碳開始。史密斯說，“這就像溶解了硫和碳的熔狀鐵鎳合金。所以是一種完全不同的流體，但仍然是含碳的流體。經(jīng)歷某種化學或溫度變化的影響，導致碳從金屬流體中結(jié)晶出來?！币虼俗畛醯慕饘僖后w含有較少的氮，所以由此產(chǎn)生的鉆石氮元素含量極低，因此更加透明。
簡而言之，克力匹爾超深鉆石不僅僅是以某種方式增長到驚人比例的鉆石，其從開始誕生就相當不凡。事實上，超深鉆石無與倫比的尺寸和透明度正是其不同尋常的形成方式的直接結(jié)果。自從超深鉆石被發(fā)現(xiàn)，這種來自地球超深處的寶石開始揭示我們星球深處一直對人類嚴防死守的某些秘密。
在其漫長的歷史中經(jīng)歷過碰撞的隕石可以為了解地球深處的情況提供重要線索
史密斯說，“我認為（超深鉆石）告訴我們的最重要的信息是有關(guān)海洋構(gòu)造板塊下沉到地球的俯沖過程?！?/p>
這是我們在學校課堂上都學過的地質(zhì)現(xiàn)象。地球巖石圈被分割成七個構(gòu)造板塊，“漂浮”在地球表面，當彼此摩擦時就會產(chǎn)生地震，當彼此分開或靠得太近時就會產(chǎn)生火山。至關(guān)重要的是，在新板塊不斷形成的同時，一些板塊也會逐漸緩慢地滑入地殼之下，再也不會出現(xiàn)在地球表面。
雖然科學家們一直懷疑這些消失的俯沖板塊通常是較重的海洋板塊，最終會漂流下沉到更近地核的下地幔中，但這一猜測從未得到證實。史密斯說，“你可以去看一座火山，然后說，'是的，這些巖漿來自地球’，或者去海洋中的熱液噴口，看到新的地殼正在形成……但除此之外，真的很難做相反的事（即深入地球探看），只能問道，有什么東西進入了地球？”
但超深的鉆石可以為我們探看地球深處的秘密提供重要的線索，因為很神奇的是，這些從地表消失的構(gòu)造板塊可能就是超深鉆石的原材料。史密斯說，“所以我們現(xiàn)研究的鉆石看起來像大致是下沉到下地幔中的海洋地殼的碎片。這些鉆石的物理特性告訴我們，這個形成過程在物理學是說得通的。”
超深鉆石除了證實最終到達地球內(nèi)部的海洋板塊發(fā)生了什么變化，還能告訴我們，在下地幔中可以發(fā)現(xiàn)什么樣的東西。首先，那里一定有碳，否則鉆石就不會存在。但在2021年，在巴西的茹伊納（Juína）發(fā)現(xiàn)了一顆罕見的超深鉆石，表明下地幔可能也有整個“海洋”的海水。
世界上最大的鉆石一般也特別透明清澈
這粒巴西超深鉆石中含有一種鮮艷的藍色礦物，即帶有水份的尖晶橄欖石（ringwoodite）。這是在極高壓下形成的一種特別橄欖石。一般橄欖石是構(gòu)成大部分上地幔的綠色巖石。在顯微鏡下，這粒尖晶橄欖石看起來像一個很小的靛藍色玻璃碎片，這種橄欖石中含有2.5%左右的水。
很多年來，科學家們一直認為，地球表面的所有水：河流、冰蓋、湖泊和海洋中的水，其原始源頭都來自地幔。但是地幔中的水究竟儲存在哪里一直是有爭議的，特別是因為一般橄欖石儲水能力很差。然而，含水尖晶橄欖石的發(fā)現(xiàn)表明，水可能儲存在地幔更低的地方，也即是許多超深鉆石形成的地方。
科學家對超深鉆石了解得越多，就越清楚地認識到，超深鉆石不僅在金錢方面具有非凡的價值，而且要是沒有這些來自地球深處的寶石，地球深處發(fā)生的許多變化至今不為人類所知。
史密斯說，“你試圖在顯微鏡下仔細觀察某樣東西時，你肯定會有一種驚嘆不已的感覺，但同時你也會在腦海中想到你正在處理的東西價值數(shù)百萬美元。有幾次，我的意思是，看著其中一些東西，想著，'哦，如果我們能打開來看或更詳細地研究不是很好嗎，因為這是如此迷人的科學樣本’……但你不能，因為這是無價之寶。這是一種很怪異的矛盾感受?！?/p>
由于通常沒有人想砸破鉆石作研究，史密斯不禁渴望有一種破壞性較小，但手段也很徹底的選擇，即讓鉆石保持原始形態(tài)。鉆石從地球深度冒出來時，是粗糙的塊狀，也沒有經(jīng)過切割和打磨后那種奪目光澤，但你看到的鉆石表面能夠講述鉆石在地底的冒險歷程。
史密斯說，“鉆石會受到巖漿的化學反應(yīng)侵蝕，最終形成鉆石極其獨特的形狀和復雜的表狀，鉆石的自然表面是由數(shù)百萬年來各種不同的力量雕塑出來的。這是獨一無二的，讓我感到美不勝收?！?/p>
請訪問 BBC Future 閱讀 英文原文。
