3500萬(wàn)年前的一次小行星撞擊地球，造就了已知最大的鉆石礦床

大約3500萬(wàn)年前，一顆直徑約5至8公里的小行星以每秒15至20公里的速度撞擊了如今位于俄羅斯西伯利亞北部的泰梅爾半島。

這次超高速撞擊瞬間熔化數(shù)千立方公里的巖石，并將數(shù)百萬(wàn)噸的物質(zhì)拋射到高空——它們最終散落在世界各地，直到今天依然能夠被人找到。

另外，這次撞擊還形成了一個(gè)直徑達(dá)到100公里的隕石坑，它就是波皮蓋隕石坑——這是迄今為止已確認(rèn)的地球上最大撞擊坑之一。

△ 波皮蓋隕石坑的位置

雖然世界上有個(gè)別比它更大撞擊坑，但是它們要么已被掩埋（希克蘇魯布隕石坑），要么已經(jīng)變形（薩德伯里隕石坑），要么遭受了嚴(yán)重的侵蝕和變形（弗里德堡隕石坑），只有波皮蓋隕石坑保存最為完好，所以它具有極高的科學(xué)價(jià)值。

然而，相比于的科學(xué)價(jià)值，普通人更關(guān)心的往往是它的另外一面，就是這個(gè)撞擊坑底部埋藏著一個(gè)巨大的鉆石礦床。

這個(gè)鉆石礦床有多夸張呢？

據(jù)估計(jì)，這個(gè)鉆石礦床的厚度達(dá)到1-2公里，整體體積達(dá)到1600立方公里，擁有數(shù)萬(wàn)億克拉的鉆石儲(chǔ)量——其儲(chǔ)量甚至超過(guò)了地球上所有其他已知鉆石礦床的總和。

據(jù)信，早在20世紀(jì)70年——還是蘇聯(lián)時(shí)期，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)鉆石礦床，當(dāng)時(shí)被當(dāng)作高級(jí)機(jī)密，并沒(méi)有對(duì)外公布。

直到2012年，俄羅斯才解密了相關(guān)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)鉆石礦床的信息才變得廣為人知。

然而有趣的是，直到今天，這個(gè)鉆石礦床依然躺在那里，并沒(méi)有人試圖去開(kāi)采它，此前有人推測(cè)這是俄羅斯為了確保另外一個(gè)鉆石礦——米爾尼礦的價(jià)值。

△ 米爾尼礦

米爾尼礦是俄羅斯最著名的露天礦場(chǎng)，它的相關(guān)圖片在互聯(lián)網(wǎng)上廣為傳播，巔峰時(shí)期那里每年能產(chǎn)出1000 萬(wàn)克拉鉆石，占世界鉆石產(chǎn)量的23%。

不過(guò)，米爾尼礦在2017年的時(shí)候就停止開(kāi)采了（留下了一個(gè)洞口直徑1200米深度525米的露天坑洞）。

那么有趣的問(wèn)題是，這么一個(gè)“鉆石寶藏”，俄羅斯為什么直到今天依然都沒(méi)有想過(guò)去開(kāi)采呢？

波皮蓋隕石坑的鉆石怎么來(lái)的？

鉆石是碳的其中一種同素異形體，簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是由純碳元素構(gòu)成的，只是其晶體結(jié)構(gòu)與其它碳不同。

形成鉆石的條件是高溫、高壓，而地球上天然就有這種條件，就是在地球地幔深處——通常地表之下100至250公里地方就是鉆石形成的地方。

同時(shí)由于碳元素在地球上是比較豐富的，所以實(shí)際上鉆石在地球上相當(dāng)豐富的，只是它都蘊(yùn)藏在地幔深處，無(wú)法被開(kāi)采而已。

火山噴發(fā)會(huì)將地幔的物質(zhì)帶到地表，我們現(xiàn)在開(kāi)采的許多天然鉆石都是通過(guò)火山噴發(fā)帶來(lái)的。

波皮蓋隕石坑的鉆石是通過(guò)另外一種方式形成的，它被稱為“撞擊鉆石”，顧名思義，它是由隕石撞擊形成的。

隕石撞擊產(chǎn)生的高溫、高壓正好也能在一定區(qū)域內(nèi)達(dá)到鉆石形成的條件，只要這些區(qū)域內(nèi)正好擁有足夠多的碳元素，那么就會(huì)產(chǎn)出鉆石。

波皮蓋隕石坑區(qū)域的地質(zhì)條件十分特殊，它的下面是一片太古代石墨-石榴石片麻巖，而這個(gè)古老的巖層基底上面的沉積層覆蓋厚度只有1.5公里（通常情況下這些古老的巖層是在地下非常深的地方）。

△ 波皮蓋隕石坑

所以，當(dāng)超過(guò)5公里的小行星撞擊該處時(shí)，它非常容易接觸到下面的石墨這種碳元素結(jié)構(gòu)，并將其轉(zhuǎn)化為鉆石。

不過(guò)，需要指出的是，直接的撞擊點(diǎn)并沒(méi)有形成鉆石，因?yàn)樽矒舢a(chǎn)生的高溫、高壓過(guò)大，超過(guò)了鉆石的形成條件。

真正形成鉆石的區(qū)域是，距離撞擊點(diǎn)外約12至13公里處的一薄層巖石中，這層巖石在撞擊后形成了一個(gè)半球形的、厚度為1至2公里的含鉆巖層。

為什么沒(méi)人開(kāi)采這些鉆石？

波皮蓋隕石坑擁有大量的鉆石是事實(shí)，無(wú)論是實(shí)地考察的結(jié)果，還是其它科學(xué)推測(cè)都證實(shí)了這點(diǎn)。

不過(guò)，“撞擊鉆石”的品質(zhì)通常不是特別好。

隕石撞擊的高溫、高壓條件是瞬間發(fā)生的，碳元素沒(méi)有足夠時(shí)間發(fā)育成碩大的單顆寶石，所以“撞擊鉆石”通常是小型的多晶石，它們的純度較低，尺寸也較小——通常小于2毫米。

這些鉆石可能更適合用于生產(chǎn)金剛石磨料等工業(yè)用品，而不太適合用于珠寶制作。

另外，波皮蓋隕石坑位于北緯71°39′，北極圈（北緯 66°34′）以北還要好遠(yuǎn)，相比于我們前面的提到的米爾尼礦，氣候環(huán)境要惡劣得多。

人們可以因?yàn)殂@石在米爾尼礦附近建立小鎮(zhèn)，但是很難在波皮蓋隕石坑附近建立這樣的“開(kāi)采營(yíng)地”。

還有最重要的一點(diǎn)，就是隨著技術(shù)的成熟，人工合成鉆石正在快速崛起。

鉆石有兩個(gè)用途，一個(gè)是工業(yè)用途，還是有一個(gè)就是珠寶市場(chǎng)的用途。

在工業(yè)上，天然鉆石已經(jīng)幾乎完全快被成本更低的人工鉆石取代了，目前天然鉆石在工業(yè)上的市場(chǎng)份額只有1.4%，不過(guò)珠寶行業(yè)依然更喜歡天然鉆石——份額超過(guò)90%。

波皮蓋隕石坑的鉆石就評(píng)估來(lái)看，它珠寶級(jí)的儲(chǔ)量可能并不多，所以至今沒(méi)人冒險(xiǎn)去開(kāi)采那些鉆石。

這里值得一提的是，我們國(guó)家就是主要的人工鉆石生產(chǎn)國(guó)，據(jù)信世界上90%的人工鉆石都來(lái)自我們國(guó)家。

雖然我們國(guó)家的自然資源并不算豐富，但是勤勞的國(guó)人正在通過(guò)技術(shù)改變著各行各業(yè)。

最后，再聊個(gè)關(guān)于波皮蓋隕石坑的科學(xué)！

最近的研究指出，這次地球生命歷史上排得上號(hào)得小行星撞擊，并沒(méi)有像其它撞擊一樣造成猛烈的氣候變化，也沒(méi)有導(dǎo)致物種大滅絕發(fā)生。

目前還沒(méi)人知道為什么會(huì)這樣。

參考：
[1].https://geology.com/articles/popigai-crater-diamonds/