地球上最稀有的鑽石埋在地幔中，是由原始碳形成的

大多數鑽石是由碳在地球表面和地殼之間反覆循環產生的。但是，9月10日發表在《自然》雜誌上的文章稱，那些起源最深的鑽石是由另一種來源的碳構成的：一種新發現的、隱藏在地球下地幔中的遠古儲層，比如著名的「希望鑽石」。

這些超深鑽石內部的化學線索表明，地球碳循環的深度有一個之前未知的極限。研究人員說，了解碳循環的這一部分：碳是如何以及在何處進入和離開地球內部的，可以幫助科學家了解地球氣候在千百年來的變化。

鑽石是在不同的深度形成的，然後才到達被挖掘的地表。人們所熟悉的大部分鑽石都來自地表下250千米，「超深」鑽石的起源更深，但最罕見的是在700千米深處的下地幔中形成的鑽石。

通常，起源越深的鑽石越大，而且這些最深的、被高度珍視的鑽石在科學上也是無價的，它們提供了一扇了解下地幔的稀有窗口。例如，保存在一些鑽石上的微小瑕疵包含著地質寶藏：地球內部已知的最深形式的水，甚至是地球上最古老的物質。

這些最深處的鑽石中的碳的來源一直是個謎，科學家們想知道它是否來自地球構造板塊的俯衝。當一個板塊滑到另一個板塊之下並沉入地幔時，它將碳從表面轉移到內部，這是碳循環的關鍵部分。其中一些碳最終會通過火山噴發或以鑽石的形式返回地表，而另一些則被封存在地殼深部或上地幔中。俯衝過程中的固碳作用可能讓氧氣在地球大氣中積累發揮了關鍵作用，為大約23億年前的大氧化事件鋪平了道路。

鑽石及其內含物為它們形成的環境提供了閃亮的線索，這些內含物是鑽石形成時嵌入晶體結構中的微小巖石碎片。科學家研究了在地殼、上地幔和下地幔中形成的鑽石，尋找地殼俯衝的化學痕跡。為了做到這一點，研究小組分析了鑽石中碳和氮的同位素，以及包裹體中的氧的同位素。

這些元素形式的相對數量表明了鑽石結晶時巖漿的化學組成。例如，在地殼和上地幔中形成的鑽石含有富含氧-18的包裹體，這表明這些寶石是由俯衝大洋地殼形成的巖漿結晶而成。所有的同位素都以不同的方式講述著同樣的故事，俯衝板塊能夠將碳和類似的元素輸送到地幔中相似的深度。但在大約500到600公裡深的地方，大部分的碳都通過巖漿流失了，在那之後，厚板中的碳會相對減少。

660公裡以下的鑽石的化學組成與較淺的鑽石明顯不同。這些碳以不同的方式形成，來自已經儲存在地幔中的碳。最深處的樣本一定是由從未在地球上逃逸出來的原始碳組成的。這一發現還表明，地表碳在地球內部的埋藏深度是有限的。