钻石星尘失落行星的最后遗产

2018-09-14 16:06溯鹰
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地球是一张舞台,生物界的繁荣明灭则是这台上的舞曲。我们的祖先一路走来,在亿万年的演化乐章中幸存至今,一路的定数与巧合足以令人唏嘘。可更大的事实是——这张舞台本身便是一个幸存者。它有其自身的过往,而且在这段过往里,也不乏其自身的幸运。

1这份渺小的遗产来自宇宙的钻石

太阳系只有8颗行星,这是一个看似稀松平常,仔细一想却有点不太对劲的事实。按照天体演化理论,太阳系内物质的总量足以凝聚出成千上百个类似今日水星大小的原行星,可现在它们在哪儿呢?放眼夜空,除了已知的8颗行星以外,其他的一个都找不到。它们早就毁灭了。在太阳系历史头1/10的时间里,它们统统消亡殆尽。在这场被称为“冥古宙”的宇宙浩劫中,只有区区8个幸运儿成为游戏的最终赢家,在后续的太平岁月里,回荡着波澜不惊,甚至还保有一丝精妙与和谐的余波。

要想证明这些“失落的行星”曾经存在过,需要扎实的证据。很难想象,早已毁灭的原行星的残片,居然真的以实物的形式保存了下来。近日,瑞典的法尔汉·纳比埃教授率领的科研团队在《自然通讯》上发表通讯,报道了对冥古宙原行星遗存物质的研究。这些物质太过微小,以至于只能在电子显微镜下才能一睹端倪;可它的母星却十分庞大,庞大到足以在今日的8颗行星间并踵齐驱。

2星球残片里的叙事者

陨石里含有钻石,说明这陨石当年受到过高压环境的蹂躏,于是二选一的问题就来了:它们究竟是在母天体的地幔深处受到稳定加温加压所形成的,还是在这颗天体撞击地球的过程中,受到巨大冲击力而形成的?

好在钻石自己会说话。如果说钻石形成与否取决于温压条件,那么它最终能长多大,就要由另一个变量说了算了。这个变量是时间。如果你做过食盐结晶(或者胆矾)的小实验,那么应该对以下两种情况不陌生:当你迅速把盐水烧干,最终留在容器里的就只是一层细小的白末——即肉眼不易观察到的微小晶体;可如果你有足够的耐心,把水静置一段时间让它慢慢蒸发,那么最终回馈给你的,便是一束非常漂亮的巨大结晶。

对于行星这个“容器”也一样:地幔深处千百万年的“小火慢炖”,与几秒钟之内的瞬间撞击,在时间尺度上显然不是一回事。这两种方式最终产生的晶体,在个头上一定有所差别。

陨石中发现的这些钻石很大,其长度足足接近1微米。这般大小不可能是天体撞击的产物,表明它们只可能来自母体星球的深部地幔。更有意思的是,这些钻石本身还自带“夹心效果”——里面包裹了一些铁与硫的化合物。研究团队通过计算钻石的体积和压力的对应关系,并通过这些铁硫化合物所反馈出的压力阈值,进一步验证了这么一个事实:这些钻石,应该形成于20Gpa的高压下。

地幔压力达到20Gpa,是个什么概念呢?不妨换一个说法:如果把这颗母体星球放到今日的8颗行星之间,它不会是个头最小的那个。

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3稀缺性的结晶

没有人会对钻石二字感到陌生。在地球文明的叙事里,它代表着富有、价值和举世罕存的稀缺性。可这稀缺性表现在哪儿呢?显然不是构成钻石的碳元素本身——生物体内本来就含有大量的碳,黑煤和石墨更是唾手可得。钻石的真正稀缺之处,在于其形成所需的苛刻条件。它们必须在极高的压力下才能形成——同时,还要辅以一定的温度和还原性化学环境,以便把自然界大部分以有机物或碳酸根形式赋存的高价碳,还原为结晶单质所需的0价碳。除了人类建造的实验室,地球上真正能稳定生产钻石的高压环境,也就只有地幔了。

道理很简单,越往地下深处走,温度和压力就越高。而另一方面,氧气则是地表的特产,它氧化不到地球深处呈还原态的地幔。于是在地幔中,当深度超过某个临界面的时候,赋存于其中的碳元素便会发生相变,凝成闪烁着金刚光泽的正八面体。

除了地幔外,还有一种情况也能满足超高压条件,只不过这种方式太极端了——那就是天体冲击。试想,一颗巨大的小行星砸下来,在冲击的瞬间,天体与地表的接触点是一种什么样的状况呢?更加毋庸多言的是:地表的碳显然比地幔更泛滥。只不过,这种钻石的产量注定很小。

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4失落世界的过往时光

这颗古老行星体积的下限是今日的水星,而上限则足足有我们的邻居——火星那么大。如果把它放在金星轨道上,从地球上看过去,其亮度甚至会超过北斗七星,想必会成为另一颗璀璨而又美丽的亮星吧。只不过,它消失了。

它没有熬到太阳系孕育出文明的那一刻,便早早地崩裂了。它成为支离破碎的残骸、幽灵般游荡的裸岩。它怀揣着钻石的星尘,漂浮于无声的宇宙中,这一漂就是40亿年。直至公元2008年,它进入地球的引力范围,迎来又一次久违的撞击。

这一次,撞击物是地球。而常识告诉我们:撞击与毁灭,从来都是一对不分你我的同义词。

果然,在它落下的时候,人类欢呼了。但它永远不可能明白,这些欢呼的缘由,并不是人类庆祝自身躲过了一场末世浩劫。事实更加讽刺,他们欢呼,仅仅是因为看到了一颗璀璨的火流星从天边一闪而过。

而流星是许愿的代名词,它代表着对美好未来的期许。



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