地球表面下深處有一層厚厚的岩石層，叫做地幔，它構成了地球體積的大部分。雖然地球的地幔太深，人類無法直接觀測到，但某些隕石可以為這一無法到達的層提供線索。

在最近發表在《科學進展》雜誌上的一項研究中，一個國際科學家團隊，完成了對“受衝擊隕石”（通過撞擊事件經歷高壓和高溫條件的隕石）的複雜分析，並對地球下地幔有了新的認識。

隨州：一顆震驚的隕石

自1969年發現高壓礦物環伍德巖以來，震驚的隕石提供了許多深部地幔礦物的例子。

在這項研究中，研究人員將研究重點放在了一個叫隨州（Suizhou）的隕石樣品上。

“隨州是我們團隊分析的理想隕石，”研究人員解釋道，“他專門利用高壓實驗研究地球地幔它為我們的團隊提供了天然高壓礦物的樣本，這些礦物被認為構成了地球深部地幔。”

1986年隨州墜落在中國湖北省。這顆隕石墜落後，一組科學家立即找到並收集了樣本。這是一次觀測到的墜落。

對隨州隕石的碎片進行了分析，表明了研究小組在其中發現了布里奇曼石和金屬鐵奈米粒子的衝擊脈。

布里奇曼巖：下地幔的主要物質。

研究人員用於這項研究的隨州隕石樣本含有一種特殊的矽酸鹽，叫做“布里奇曼石”。這種矽酸鹽被認為是地球下地幔的主要物質，佔地球體積的38%。

雖然以前認為鐵金屬主要存在於地球的核心，大約15年前，科學家在實驗室中發現，方錳礦中的鐵可以進行自氧化，從中可以產生金屬鐵。

這一過程稱為“電荷歧化”，是原子在其自身之間重新分配電子併產生兩種或三種具有不同氧化態的陽離子形式（在這種情況下，橋矽石中的一些Fe（II）離子轉化成Fe（III）和Fe（0），後者（Fe）形成金屬鐵）。

隨州隕石樣品中伴生輝石的顯微影象

然而，問題仍然是，這個過程是否真的能在自然界中發生。

利用高分辨電子顯微鏡成像和光譜技術，研究人員能夠對隨州隕石樣品進行一系列奈米級的複雜分析。

通過這些分析，研究小組在震驚的隕石樣品中發現了與橋粒共存的金屬鐵奈米粒子，這代表了鐵歧化反應性質的第一直接證據，到目前為止僅在高壓實驗中觀察到。

希姆說：“這一發現表明，電荷歧化可以發生在自然高壓環境中，因此也可以發生在地球的深處。”

然而，這項研究的意義不僅僅在於這一發現，而且可能最終幫助我們理解地球自身被氧化的更大的問題。

雖然我們知道地球上地幔比其他行星更具氧化性，而上地幔更多的氧化條件可能與25億年前大氣中的氧氣突然上升有關，但我們還不知道地球上地幔是如何變得更具氧化性的。

研究人員說：“當下地幔物質通過對流輸送到上地幔時，可能會有金屬鐵的損失，方錳礦中的氧化鐵會在上地幔中產生更多的氧化條件。”

這發現為地球上地幔更多的氧化條件提供了一個可能的解釋，並支援了深部內部過程可能促成了地表大氧化事件的觀點。