1
地幔，是夾在地球地核與地殼之間的主要固體層。在漫長的歲月里，地球構造的運動可以使岩石和礦物在岩層之間上下移動，因此科學家們通常可以根據地殼中的物質來了解地幔的組成。
然而當一些礦物離開地幔的高溫高壓環境時，就會發生改變。因此，若要想更好地了解地幔中究竟藏著什麼，不會輕易發生變形的鑽石，就成了探索地幔的唯一直接窗口。
現在，從一顆挖掘於地球深處的鑽石中，科學家首次發現了一種從未見過的礦物——矽酸鈣（CaSiO₃）鈣鈦礦。這是一種只能在下地幔的高溫高壓環境中形成的物質，在此之前，科學家只在實驗室中預測了它的存在。
而新的研究首次證明這種礦物的確存在於自然界中。研究人員將這一發現發表在了近期的《科學》雜誌上，並將其命名為毛鈣矽石（davemaoite），以高壓實驗地球物理學家毛河光（Ho-kwang Dave Mao）的名字命名。
2
長期以來，科學家認為矽酸鈣鈣鈦礦是一種在地幔中儲量豐富且具有重要地球化學意義的礦物。據科學家估計，大約5%到7%的下地幔是由這種礦物組成。但是，要想直接觀測這種礦物是極其困難的，因為矽酸鈣鈣鈦礦是一種穩定存在於下地幔的巨大壓強之下的礦物，一旦離開高溫高壓環境，它便不能維持其晶體結構。
的確，曾有研究團隊在實驗室中用20GPa的壓強（幾乎是大氣壓強的20萬倍）合成過這種礦物，並發現當它們離開高壓環境時，就會立刻變成另一種形式。因此，科學家認為在自然界找到這種礦物的幾率非常渺茫。直到這次，一顆來自波札那的鑽石打開了新的局面。
鑽石是一種純粹由碳原子構成的晶體，它們在形成時經常會吸收周圍的微小物質。由於鑽石非常堅硬，它們可以在高壓下將這些物質密封其中，即使上升到地殼並被人類開採，也不會讓任何東西進出。鑽石就像是時間膠囊，在礦物到達地表的途中，鎖定了礦物的原始形態。
新發現的這顆鑽石樣本可能形成於地表之下的660到900千米之間。通過分析這顆鑽石樣本，研究人員發現了三個微小的斑點。這顆鑽石的礦物含量非常小，每三個小點的直徑只有5到10微米，普通的取樣技術很可能將它們遺漏。
利用X射線衍射、X射線螢光成像和紅外光譜等分析技術，研究人員分析了這顆鑽石中的礦物的化學組成和結構，並最終確定，它們就是從未在自然界出現過的矽酸鈣鈣鈦礦——毛鈣矽石。
通過分析這種毛鈣矽石的結構和化學，研究人員發現毛鈣矽石雖然是一種鈣矽酸鹽礦物，但也承載著各種「妄圖」潛入其晶體結構中的不同元素，其中包括鈾、釷等放射性元素，以及一些稀土元素。這一發現揭示了地球深處的一些熱源位置。在過往的一些研究中，科學家已經證明鈾和釷會影響地球下地幔的產熱，它們可以通過放射性衰變釋放熱量。
長期以來，科學家認為這些放射性元素產生了在下地幔循環的1/3的熱量，其餘2/3的熱量則是在45.5億年前地球最初形成時所遺留下來的。因此，區域性以及全球性的毛鈣矽石丰度，可能影響著深部地幔的熱量收支。通過識別毛鈣矽石的化學組成，研究人員現在可以確定這些元素的位置。
另外，這項研究的工作還發現了毛鈣矽石包含三種主要的產熱元素，除了鈾和釷之外，研究人員還意外地發現了大量的鉀離子。目前，他們只能推測這些額外的鉀元素的來源。據介紹，高的鉀含量意味著在地殼和地幔之間，可能存在著一條在地殼和地幔之間循環元素的全球性「傳送帶」。
其實，過去的大多數致力於創造這種礦物的實驗，所產生的都幾乎是純的矽酸鈣鈣鈦礦。現在，這種意想不到的成分讓科學家意識到，下地幔可能比想像的更加混雜，僅憑實驗室研究很難預測其複雜性。
3
毛鈣矽石的發現令人驚訝，它表明鑽石可以在比之前認為的要深得多的地幔深處形成。這是對地幔深處的一次罕見一瞥，它讓科學家們從此意識到，地幔或許是用於尋找更多新礦物的最佳地點。反過來，發現新的地幔礦物又能為科學家揭示更多深埋於地底深處的結構信息，從而幫助科學家更好地理解地幔是如何控制地球板塊構造的。
另外，這項工作也為發現自然界中的其他穩定存在於高溫高壓環境下的物質帶來了希望。這種對下地幔的直接採樣，或將成為相關研究的一個新方向，並有望填補我們對整個地球地幔化學成分的知識空白。
地幔，是夾在地球地核與地殼之間的主要固體層。在漫長的歲月里，地球構造的運動可以使岩石和礦物在岩層之間上下移動，因此科學家們通常可以根據地殼中的物質來了解地幔的組成。
然而當一些礦物離開地幔的高溫高壓環境時，就會發生改變。因此，若要想更好地了解地幔中究竟藏著什麼，不會輕易發生變形的鑽石，就成了探索地幔的唯一直接窗口。
現在，從一顆挖掘於地球深處的鑽石中，科學家首次發現了一種從未見過的礦物——矽酸鈣（CaSiO₃）鈣鈦礦。這是一種只能在下地幔的高溫高壓環境中形成的物質，在此之前，科學家只在實驗室中預測了它的存在。
而新的研究首次證明這種礦物的確存在於自然界中。研究人員將這一發現發表在了近期的《科學》雜誌上，並將其命名為毛鈣矽石（davemaoite），以高壓實驗地球物理學家毛河光（Ho-kwang Dave Mao）的名字命名。
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長期以來，科學家認為矽酸鈣鈣鈦礦是一種在地幔中儲量豐富且具有重要地球化學意義的礦物。據科學家估計，大約5%到7%的下地幔是由這種礦物組成。但是，要想直接觀測這種礦物是極其困難的，因為矽酸鈣鈣鈦礦是一種穩定存在於下地幔的巨大壓強之下的礦物，一旦離開高溫高壓環境，它便不能維持其晶體結構。
的確，曾有研究團隊在實驗室中用20GPa的壓強（幾乎是大氣壓強的20萬倍）合成過這種礦物，並發現當它們離開高壓環境時，就會立刻變成另一種形式。因此，科學家認為在自然界找到這種礦物的幾率非常渺茫。直到這次，一顆來自波札那的鑽石打開了新的局面。
鑽石是一種純粹由碳原子構成的晶體，它們在形成時經常會吸收周圍的微小物質。由於鑽石非常堅硬，它們可以在高壓下將這些物質密封其中，即使上升到地殼並被人類開採，也不會讓任何東西進出。鑽石就像是時間膠囊，在礦物到達地表的途中，鎖定了礦物的原始形態。
新發現的這顆鑽石樣本可能形成於地表之下的660到900千米之間。通過分析這顆鑽石樣本，研究人員發現了三個微小的斑點。這顆鑽石的礦物含量非常小，每三個小點的直徑只有5到10微米，普通的取樣技術很可能將它們遺漏。
利用X射線衍射、X射線螢光成像和紅外光譜等分析技術，研究人員分析了這顆鑽石中的礦物的化學組成和結構，並最終確定，它們就是從未在自然界出現過的矽酸鈣鈣鈦礦——毛鈣矽石。
通過分析這種毛鈣矽石的結構和化學，研究人員發現毛鈣矽石雖然是一種鈣矽酸鹽礦物，但也承載著各種「妄圖」潛入其晶體結構中的不同元素，其中包括鈾、釷等放射性元素，以及一些稀土元素。這一發現揭示了地球深處的一些熱源位置。在過往的一些研究中，科學家已經證明鈾和釷會影響地球下地幔的產熱，它們可以通過放射性衰變釋放熱量。
長期以來，科學家認為這些放射性元素產生了在下地幔循環的1/3的熱量，其餘2/3的熱量則是在45.5億年前地球最初形成時所遺留下來的。因此，區域性以及全球性的毛鈣矽石丰度，可能影響著深部地幔的熱量收支。通過識別毛鈣矽石的化學組成，研究人員現在可以確定這些元素的位置。
另外，這項研究的工作還發現了毛鈣矽石包含三種主要的產熱元素，除了鈾和釷之外，研究人員還意外地發現了大量的鉀離子。目前，他們只能推測這些額外的鉀元素的來源。據介紹，高的鉀含量意味著在地殼和地幔之間，可能存在著一條在地殼和地幔之間循環元素的全球性「傳送帶」。
其實，過去的大多數致力於創造這種礦物的實驗，所產生的都幾乎是純的矽酸鈣鈣鈦礦。現在，這種意想不到的成分讓科學家意識到，下地幔可能比想像的更加混雜，僅憑實驗室研究很難預測其複雜性。
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毛鈣矽石的發現令人驚訝，它表明鑽石可以在比之前認為的要深得多的地幔深處形成。這是對地幔深處的一次罕見一瞥，它讓科學家們從此意識到，地幔或許是用於尋找更多新礦物的最佳地點。反過來，發現新的地幔礦物又能為科學家揭示更多深埋於地底深處的結構信息，從而幫助科學家更好地理解地幔是如何控制地球板塊構造的。
另外，這項工作也為發現自然界中的其他穩定存在於高溫高壓環境下的物質帶來了希望。這種對下地幔的直接採樣，或將成為相關研究的一個新方向，並有望填補我們對整個地球地幔化學成分的知識空白。
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