我們如今當然認不出原始地球曾有哪些地貌，但科學家長期懷疑地底深處有一個神祕岩石層，保留了這顆星球混亂過去的蛛絲馬跡。最近，科學家找到幾乎和地球一樣老的「史前鑽石」，有力證明神祕岩石層的存在，或藏有地球最原始面貌的線索。
地球構造分為地殼、地函以及地核，其中地函又再分成上部地函、過渡帶及下部地函。長期以來，科學家懷疑過渡帶中有一個特殊區域，包含了自地球形成以來相對不受干擾的原始岩石層，其成分幾乎沒怎麼變過。然而到目前為止，都沒有確鑿證據表明岩石層是否存在、確切存在於多深處。
直到最近，由澳洲國立大學（ANU）領導的國際團隊，分析提取自巴西茹伊納地區礦井的鑽石氦同位素，發現這些鑽石極為古老，很可能就來自這個神秘岩石層──位於地表下方 410～660 公里深處。
多數鑽石形成於地表下方 150～230 公里，透過熔融物質被運送到地表；但偶爾，會有一些形成於地表以下 230～800 公里的「超深」鑽石被帶到地面，後者與淺層鑽石有明顯差異，雖然沒有打磨過後的珠寶那樣璀璨，但它們的價值來自可提供地球過去的化學訊息。
具體來講，新發現的深層鑽石含有兩種氦同位素：氦-3、氦-4，而這些成分可以證明部分地函已經被「隔離」數十億年。
氦-3 是很穩定的同位素（不容易衰變成其他元素），其原子核由 2 個質子和 1 個中子組成，在核分裂反應爐中是非常有潛力的燃料，因為純氦-3 融合熱核反應只會產生沒有放射性的質子，故使用氦-3 做為能源不會產生輻射，不會為環境帶來危害。
然而地球自形成以來就沒有再產生新的氦-3，而跑到地表的氦-3 都會逃逸到外太空，所以地表氦-3 含量極少，相對豐度僅 0.000137%，無法大規模作為能源用途──倒是月球表面的風化層被認為富含大量氦-3，估計含 100 萬噸以上，所以你知道為什麼大家熱衷於去月球採礦了嗎？
氦-4 則是天然氦中最豐富的同位素，相對豐度 99.999863%，且可經由放射性衰變產生，因此科學家相信在地球上，理應會找到更多的氦-4 而不是氦-3。
某些熔岩中發現異常高比例的氦-3
然而在 1980 年代左右，科學家從某些玄武岩熔岩中發現，氦-3 同位素的比例遠遠超過預期。與氦-4 相比，氦-3 比例相對較多的物質必須形成於早期地球，而且已經和地表隔絕很長一段時間方能避免逸散，於是科學家推測熔岩很可能從地球深處某個儲層中，攜帶了這種過去 40 億年來都沒太大變化的元素上升。
而在研究團隊分析的這批新深層鑽石中，氦-3 含量最高的金剛石裡氦-3、氦-4 比例約為 1：14,300，你可能覺得比例看起來還是很懸殊，但其實這已經比空氣中氦-3、氦-4 的比例高出約 50 倍（空氣中比例僅為 1：714,000）。
超深層鑽石中氦-3 出乎意料的豐度表明，大量氦-3 很可能就被鎖在過渡帶中不受干擾的岩石層。研究主要作者、地球科學家 Suzette Timmerman 表示，不確定出於何種原因，但要讓今天的我們看到這些成分，表明自地核與地函分離以來，該岩石層從未與地函其他部分或地殼下降的物質相混合。
現在，幾乎可以肯定這個與地球一樣老的岩石層存在，但科學家還是不知道它有多大、是否均勻分佈在更深層地函。新論文發表在《科學》（Science）期刊。
Superdeep diamonds confirm ancient reservoir deep under Earth's surface
Fluid in superdeep diamonds may be from some of Earth's oldest unchanged material
Discovery of Ancient "Superdeep" Diamonds Reveals Glimpse of Early Earth
（首圖來源：Graham Pearson/澳洲國立大學）
