钻石能产生甲烷吗

将世界上最好的宝石之一——钻石——变成最严重的温室气体之一——甲烷——似乎不是一个好主意。然而，这是通过博洛尼亚大学和爱丁堡大学(英国)、国家科学研究中心(法国)和HPSTAR(中国)的一组研究人员的工作实现的。发表在Nature Communications 上的这一结果并不是一个笨拙的实验室错误。事实上，这项研究可能会提供更多关于深部碳循环和通过地球深部非生物过程(即与生物活动无关)形成碳氢化合物的见解。

地球深部的碳循环约占整个碳循环的90%。尽管如此，迄今为止，地球表面下发生的循环仍鲜为人知。这种现象对我们星球上的生命至关重要，因为它可以让地球深处的碳回到大气中。

“众所周知，甲烷的分解可能会导致钻石的形成。迄今为止鲜为人知的是，相反的过程也是可能的。通过钻石和氢之间的反应产生的甲烷是更广泛了解深层碳循环的缺失部分”，博洛尼亚大学生物、地质和环境研究系教授Alberto Vitale Brovarone解释说。该研究的作者。

深层碳循环还包括在不涉及生物活动的过程中形成碳氢化合物，例如甲烷。这个理论已经讨论了一个多世纪。为了验证这一理论，研究人员从钻石开始，钻石本质上是地幔中的宝石，由晶体结构中的固体碳原子组成。

学者们使用了一种“金刚石砧室”，这是一种高压实验装置，用于将两个金刚石尖底压在一起，并复制地球上地幔深度超过 70 公里的压力条件。然后，通过在 300 °C 下推动一个纯氢大气压，研究人员观察到甲烷迅速形成，其分子由一个碳原子和四个氢 (CH4) 原子组成。

“我们创造了一个在温度和压力方面与地幔外层相当的环境，并观察到钻石和氢在几秒钟内很容易发生反应，产生甲烷”，Vitale Bovarone 说。“这表明甲烷等碳氢化合物可以在非生物深度形成。这种现象可能在地球深层碳循环中发挥关键作用”。

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