“宝石之王”

“宝石之王”

金刚石一直被人们视之为“矿石之骄子”。早在5000年前，人们就已经知道有金刚石了，在《圣经·旧约》的《出埃及记》和《以西结书》中，对金刚石那迷人的光泽赞叹不已；印度的古代杰作《吠陀经》、《刺马耶耶》和《摩呵波罗多》，更是对金刚石那奇异的晕色啧啧连声。在希腊语中，“金刚石”一词就是“不可战胜”、“不可摧毁”的意思。古代的人们以其充满热情的想像力，认为金刚石的非凡性质是一切自然创造物中最完美无缺的表征。一块晶莹的石头竟然有那样出奇的硬度和耐久性，人们感到不可思议，它那闪灼出迷幻异彩的本领尤其令人神往。世界上许多民族更是奉它做自己的神灵，并且冠以极其崇荣的头衔，尊之为“宝石之王”！

然而，关于金刚石的化学成分，以及它的出处，一直是科学界长期争论不休的问题。

历史上一些知名科学家几乎都揣测过金刚石那些扑朔迷离的化学成分。古希腊大哲学家培多克利斯说金刚石是由四种无素（土、气、水、火）组成；而按照印度科学家的说法，它构成的要素是五种：即土、水、天、气和能。1704年，牛顿对此做了系统的研究，指出金刚石的可燃性。而罗蒙诺索夫更预言，金刚石之所以非凡坚硬，乃是由于“它是由紧密联结的质点组合成的”。到了1772年，法国化学家拉瓦哥将一颗金刚石加热使之燃烧，结果发现，它燃烧时所产生的气体就是二氧化碳！虽然拉瓦哥已经指出了金刚石和碳的关系，然而却不敢作出看来多么无稽——把高贵的金刚石与“低贱”的碳相比——的最后结论。24年之后，即1796年，英国化学家耐特才作出金刚石是纯净的碳的结论。

至于金刚石来自何方，在科学蚧更具争议。

最初人们大多认为金刚石来自地下的矿石，因为早期的金刚石多采自砂矿床。1870年在南非开普省北部找到世界上第一个原生金刚石矿床，该地即以当时英国殖民大臣金伯利勋爵的名字来命名，这就是后来的金伯利城。地质学家在矿区发现，金刚石的成矿母岩是一种无论矿物成分和产状都不同一般的非常特殊的岩石，称其为金伯利岩，它最早是由英国人路易斯在1887年提出来的。后来人们在世界各地相继发现了一些在产状和矿物组成等方面与金伯利岩相似的岩体，并且认识到金伯利岩是原生金刚石矿床的唯一成岩母矿。这是一种基质不含长石的偏碱性超基性岩，主要成分为橄榄石，多具角砾状或斑状结构，因此又名角砾云母橄榄岩，岩体通常呈漏差别形的岩筒（又名岩管或火山颈）或脉状岩石。根据金伯利岩所含的高压矿物推测，金伯利岩浆形成于上地幔，在高压条件下沿着地壳的深入断裂向上运移。由于它饱含高压气体（水及二氧化碳等）。当上升而压力聚减时，体积迅速膨胀，在地下产生火山爆发。爆发后岩浆胶结碎屑物质充填火山颈，遂形成金伯利岩筒。

曾经有人说，金刚石是由金伯利岩浆夺去邻近的碳质岩石的夹杂块形成的；也有人认为，金刚石是由金伯利岩和另一种榴辉岩一起从地壳深处带上来的。现在大部分人确信，金刚石就是由金伯利岸岩体身所含的游离碳，在剧烈上升和发生爆炸的整个岩浆活动过程中，也就是在高温高压条件下结晶形成的。因为人类在实验室中，利用极高的温度和压力，已经成批量生产出人造金刚石。前苏联科学院地球化学实验室采用同位素分析方法证明，金刚石不仅能在150公里以下的地幔上生成，也能在地下10公里的地壳里生成。只要岩浆通过地壳上部岩管时，通道出现狭窄的小孔。由于这一缩颈现象，压力会突然从不超过2万大气压猛增到100万大气压，这样，岩浆碳就会变成金刚石。

70年代末至80年代初，美国乔治亚大学的加迪尼等人，测定了美国阿肯色州金刚石的气——液包裹体，竟然发现其中含有类石油的烃类物质（即由碳和氢构成的有机化合物），如甲烷、乙烯、乙醇等。平均每克金刚石的含油气量约3.3x10{-5}克。他们转而认为金刚石的形成与地球深部的烃源有关。1981年，索尔博士在日本召开的第18届国际宝石学会议上，进一步阐述了二者之间的内在联系。他推测地球内部有丰富的烃源，烃气在超基性的金伯利岩浆中易于保存。当金伯利岩浆向上涌溢时，挥发性的烃气就向地表表层扩散，而残熔的碳素则缩在金伯利岩浆中，并因压力、温度的急剧变化而结晶形成金刚石。

但是，1888年，人们有了一个意外的发现，使上述观点受到了怀疑。这一发现就是，俄国学者叶罗费巴夫和拉钦夫首次在石质陨石中找到的浅灰色的金刚石细粒。不久，在石质陨石中也发现了金刚石。陨石中为什么会有金刚石，也一直是仁者见仁智者见智。最初认为这些金刚石是陨石中所含的碳质，因与大气摩擦和地面撞击，产生的高温高压而造成的。近年，美国国家自然史博物馆得到一块来自南极大陆亚兰高地冰盖中的铁陨石，在把它切片时，也找到了一个金刚石晶体的包体。他们猜测这块陨石原是小行星的碎片，而其中所含的金刚石晶体，则是在它陨落之前，并且是在好几百万年前小行星带中的两颗小行星发生碰撞时形成的。由于小行星碰撞时的速度非常大（时速约数万公里），产生的冲击压力足以使自然碳转变为金刚石。

美国芝加哥大学的刘易斯和沃特等人，在研究1969年坠落于墨西哥等地的4块陨石时，意外的发现了无数非常细小的金刚石粉末，其中还含有微量的具有特殊比例的同位素和氙气。经过测定，显示出它们的年龄比太阳系还大，均生成于45亿年以前，从而表明金刚石的生成与陨石相互间的撞击或坠落与地球都没有关系。这几位科学家由此推翻了因地球内部的高温高压促使生成金刚石的传统说法。他们大胆提出，自然界的金刚石，大概都是在几十亿年关于一颗红巨星——即垂死的“恒星”的毁灭过程中形成韵。那里的富氢和高温特别有利于碳气浓缩成金刚石。在那个阶段，红巨星将增援大量气体，而这些气体将膨胀和冷却，使碳这类物质冷凝并结晶。千百年后，在红巨星最后爆炸成超新星时，它将喷射高速离子，包括带电的氙原子，这些氙原子将追上逃越的金刚石颗粒并埋在其中。在宇宙中形成的金刚石，其数量可能是惊人的。后来，这些金刚石参与了太阳系的演化，难怪在地球和陨石中都能寻到它们的踪迹。

美丽的金刚石究竟是来自天上还是地下呢？真是令人难以捉摸的谜。

神秘的闪电。

球状闪电是闪电的一种形式。闪电按形状和特征可分为线状闪电、带状闪电、火箭状闪电、片状闪电、热闪电、珠状闪电和球状闪电。球状闪电也称球雷或电光球，是一种不太常见，而又会造成一定危害的奇异闪电。通常在强雷暴时出现，有时无雷雨天气也会发生，一般出现在高山或潮湿地带。外观呈球状，直径一般10～20厘米，小至1厘米，大到10米，呈红、橙（或黄）、绿、白色。运动时浮动跳闪，水平移动速度通常为每秒数米，有时能停在半空中不动或由空中向地面降落。球状闪电癖爱钻缝。存在时间一般只有几秒或十几秒，最长不超过十几分钟。消失时常伴有爆炸，发出巨响，有时也无声无息地消失。消失处常有臭氧或一氧化氮的气味。

古今中外有不少电光球的记载。中国北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了皇帝内侍李舜举家遭雷击的情形：有一团火球穿过窗户进入室内，家人视为起火，纷纷逃出，雷击过后，发现窗纸被熏黑，墙上挂的一把宝剑在鞘中化为液体，而漆布刀鞘却完好无损，室内其他物品均丝毫无损。

16世纪中叶，法国亨利二世的婚礼之夜，一个球雷闯入内宫，将皇后迪亚纳烧死。

1946年，前苏联一架大型飞机在北极考察，当飞机飞到沃洛格达州的一个森林地带上空时，有一个耀眼的白球穿过密封的机舱壁进入飞机，悄悄从驾驶舱移向无线电室，只听见轰地一声，散出一团烟雾，电台被击中而短路，但损坏不大，很快修复，机组人员觉得惊奇，冬天零下14度，又无雷电，怎么会出现球状闪电？

1956年，有一天倾盆大雨，一个火球闯入我国东北某一村庄的一户农舍，一连撞倒几个人，一人丧生，7人烧伤。湖南隆回县桃花坪乡，也发生过一起球雷伤人事件。据说，事发当晚电闪雷鸣，一个拳头大小的绿色光球，猛然击碎窗户玻璃，窜入卧室，将睡梦中的一对农民夫妇及其女儿击死，烧为灰烬。

1963年有一天，一架从美国纽约飞往华盛顿的539号班机，也遇上了球雷。当时雷雨大作，突然从机舱门口窜进一个火球，直径约20厘米，色白偏蓝。火球沿机舱走廊向后移动，进入盥洗室后消失。机上乘客吓得面无人色。1981年1月前苏联的一架“伊尔—18”飞机在黑海边上的索契市起飞，当时天气良好，升到1200米高空时，一个直径10厘米的火球，窜人驾驶舱，一声巨响爆炸后不知去向，几秒钟后，通过密封金属机壁，又出现在客舱之中。之后又到了后舱，分成两个半月形，继而又合在一起，带着响声飞出舱外。机上雷达和部分仪表失灵，飞机头尾外壳各有一个洞，机内壁和人员无任何损伤。

1985年6月19日晨l时40分和lO月10日傍晚分别在我国北京下马岭地区和上海嘉善地区都观察到球状闪电。北京当时下大雨，出现一个红色圆球，损失很轻；上海那次也是发生在风雨雷电交加之中，火球呈锯齿状，直径约80厘米，一声巨响之后，出现在离地面一人多高的地方，穿过无缝的墙，进入村民汪关荣房内，墙上没有火球窜越的裂缝，只是有几片石灰脱落，房屋内外的电线全部被击得粉碎，室内损失不大，在场的汪关荣和妻子安然无恙。

据报道，在美国尤尼昂维尔城发生的一次球状闪电中，火球进入了一个家庭的电冰箱，把冰箱中的生鸭变成了烤鸭，蔬菜也熟透了。原来是火球在冰箱中瞬时产生了高温，变成了电炉，令人奇怪的是电冰箱完好无损。在苏联的伯力，有一次一个黄色球雷在屋前的白杨树上跳来跳去，当它跃到地上时，一个在牛棚下避雨的孩子，踢了它一脚，轰地一声，火球爆炸，孩子应声而倒，然而没有伤着，可是牛棚里的11头牛全被击死。

上述行为神秘的球状闪电到底是怎样形成的，科学家们提出各种假说，有人认为球状闪电是被加热的空气球；也有人认为它是密度极高的等离子体，其电子浓度约为10{25}个/米。等。此外，关于球状闪电的能量来源也有不同的说法，一种认为球状闪电的能量贮藏在球体之中；另一种认为这种能量来自球外。上述这些看法都尚在争论之中，球状闪电中的许多疑谜有待进一步揭开。