地球上为何不会下钻石雨？

江城一叶

近期，美国科研团队经过摹拟场景试验后推断，土星、木星及太阳系外的得多星球上空都会下钻石雨。
这是继对于“太阳系里天王星、海王星上空常常下钻石雨”钻研实践的又一冲破。
物以稀为贵。作为地球上最低廉的物品之一，钻石因闪亮坚固且量少而深受人们喜欢，由它所做的钻戒更是求婚的主打礼物。
天王星、海王星、土星、木星等都下钻石雨，地球上怎么不下呢？试验室摹拟的钻石雨场景，能够推行应用吗？


01
纷歧般的雨！
想象中的雨，天然是天空的“水”飘洒而下。实际上，这只是地球上的特殊场景。
家喻户晓，高空上的水受太阳光照射后变为水蒸气（又称“水汽”）。水汽回升到空中，遇到冷空气变为小水滴。
这些小水滴有两种终局：又小又轻的被气流托在空中，变为了云；稍大的，经聚合后重力超过空气浮力，变为雨滴落到高空。稍大的雨滴假如遇到急剧降落的温度，雨滴就会凝固成冰雹下降。
由此得知，下雨属于物理变动。


下钻石雨与地球上空的下雨实质上不同。据1986年探测器飞掠天王星、1989年飞掠海王星失掉的数据和迷信家试验摹拟复原钻石雨的进程得知，星球上空的雷电将气体中的甲烷合成，从而造成煤灰状态的碳，碳着落变为石墨，石墨落到星球深处因微小的压力造成钻石。
从甲烷到碳到石墨再到钻石，这个进程显著属于化学变动。


进一步剖析得知，下钻石雨次要取决于两个前提。
首先是上空有一定数量的甲烷。上世纪末东方迷信家钻研发现，在一定温度和压强前提下，甲烷会合成发生碳原子，终究聚合造成钻石。
太阳系四大气态行星里，天王星、海王星不像地球同样有岩石、土壤，而是布满由氢、氦、甲烷、乙烷等气体组成的大气层。
迷信家们一度以为，因为甲烷占总气体的约15%，所以它们上空彻底合乎下钻石雨的前提；土星、木星上空含甲烷量很低，缺乏总气体的0.5%，所以不会下钻石雨。
近期美国科研团队钻研推断，土星、木星上空非但会下钻石雨，并且约有1000000公斤/天的碳落入星球深处变为钻石，其含量是地球钻石年存量的50倍。这些钻石“雨”里，大的直径超过1厘米，相似约15克拉的大钻石。
其次是必需具备特殊的天然景象或前提，好比强闪电、超高气温、超低压强和超厚的大气层或球幔。除了每秒十次的闪电风暴，几千度的低温，上百万帕的压强外，超厚的大气层或球幔为甲烷变为钻石提供了绝佳场合。
以土星和木星为例。据揣测，它们的大气层有几万公里，而地球的大气层只要约 100公里；它们的直径超过十二万公里，是地球直径的10倍以上，其球幔厚度可想而知。甲烷被土星和木星上空的强闪电击穿后，降落4000多公里变为石墨，石墨降落6000多公里抵达星球外表，因强压变为钻石。钻石越过10000多公里的球幔抵达星核，超低温让它们变为液态，造成名符其实的“钻石海”。


02
见不到的钻石雨！
作为人类已知独一孕育和反对生命的天体，地球上从没泛起也不成能泛起钻石雨。
第一，地球上的甲烷含量占总气体的0.0002%，即便整个转化为钻石，也只是土星上钻石数量的千分之一。
第二，地球上的大气压远远不克不及把甲烷变为钻石，实现此操作的大气压，足以把平地压成粉末，更不要说人体。
第三，退一万步讲，即便在地球上空实现甲烷变钻石的操作，但因为着落速度高、锯齿边沿尖锐等缘故，定会将地球外表破坏得千疮百孔，结果不成想象。


天空中不会下钻石雨，那可否像以前美国科研团队的钻研那样，经过试验制取批量钻石呢？
谜底是不是定的。由于试验非但需求超级低廉和繁杂的装备，并且摹拟星球外部环境的技术难度也十分大。其难度次要表示在闪电、低温、压强等方面。
闪电强度不是个别大。气态星球上空大气层里的水蒸气，受星球外部的热量影响，集聚合造成雷暴云，进而发生闪电。
据揣测，木星上闪电强度是地球闪电的1000倍，频率可达每秒钟近10次。目前人类只能进行极小范围的超强闪电测试。


合成物资温度需要至关高。要合成甲烷或类甲烷气体（如聚苯乙烯），失掉其中的碳单质，必需把温度降低到5000摄氏度。试验抵达此温度时只能合成极大量的甲烷。
压强高得离谱。试验让石墨变为钻石，需求150万帕。1帕是指1牛顿的力平均地压在1平方米面积时发生的压力强度。用美国摹拟钻石雨科研团队成员克劳斯的话说就是，“（让石墨变为钻石的压强）至关于大约250只非洲象的重量集中在拇指甲外表所发生的压力。这也许也是海王星等气态星球外表下列10000公里处的环境”。
由此得知，要从甲烷或类甲烷气体中提炼钻石，本钱和难度都不成想象。有人推算，要从甲烷中提炼1克拉钻石，最少要花去购买1000克拉钻石费用。
既没方法到天王星等星球上取钻石，期待地球下钻石雨也不成能，甲烷制取钻石又得失相当，所以钻石雨的话题只能作为茶余饭后的谈资，或成为作家们创作科幻小说的素材！
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