大约3500万年前,一颗直径约5至8公里的小行星以每秒15至20公里的速度撞击了如今位于俄罗斯西伯利亚北部的泰梅尔半岛。

这次超高速撞击瞬间熔化数千立方公里的岩石,并将数百万吨的物质抛射到高空——它们最终散落在世界各地,直到今天依然能够被人找到。
另外,这次撞击还形成了一个直径达到100公里的陨石坑,它就是波皮盖陨石坑——这是迄今为止已确认的地球上最大撞击坑之一。
△ 波皮盖陨石坑的位置

虽然世界上有个别比它更大撞击坑,但是它们要么已被掩埋(希克苏鲁布陨石坑),要么已经变形(萨德伯里陨石坑),要么遭受了严重的侵蚀和变形(弗里德堡陨石坑),只有波皮盖陨石坑保存最为完好,所以它具有极高的科学价值。
然而,相比于的科学价值,普通人更关心的往往是它的另外一面,就是这个撞击坑底部埋藏着一个巨大的钻石矿床。
这个钻石矿床有多夸张呢?
据估计,这个钻石矿床的厚度达到1-2公里,整体体积达到1600立方公里,拥有数万亿克拉的钻石储量——其储量甚至超过了地球上所有其他已知钻石矿床的总和。

据信,早在20世纪70年——还是苏联时期,科学家就已经发现了这个钻石矿床,当时被当作高级机密,并没有对外公布。
直到2012年,俄罗斯才解密了相关发现,这个钻石矿床的信息才变得广为人知。
然而有趣的是,直到今天,这个钻石矿床依然躺在那里,并没有人试图去开采它,此前有人推测这是俄罗斯为了确保另外一个钻石矿——米尔尼矿的价值。
△ 米尔尼矿

米尔尼矿是俄罗斯最著名的露天矿场,它的相关图片在互联网上广为传播,巅峰时期那里每年能产出1000 万克拉钻石,占世界钻石产量的23%。
不过,米尔尼矿在2017年的时候就停止开采了(留下了一个洞口直径1200米深度525米的露天坑洞)。

那么有趣的问题是,这么一个“钻石宝藏”,俄罗斯为什么直到今天依然都没有想过去开采呢?
波皮盖陨石坑的钻石怎么来的?
钻石是碳的其中一种同素异形体,简单地说,它是由纯碳元素构成的,只是其晶体结构与其它碳不同。
形成钻石的条件是高温、高压,而地球上天然就有这种条件,就是在地球地幔深处——通常地表之下100至250公里地方就是钻石形成的地方。
同时由于碳元素在地球上是比较丰富的,所以实际上钻石在地球上相当丰富的,只是它都蕴藏在地幔深处,无法被开采而已。

火山喷发会将地幔的物质带到地表,我们现在开采的许多天然钻石都是通过火山喷发带来的。
波皮盖陨石坑的钻石是通过另外一种方式形成的,它被称为“撞击钻石”,顾名思义,它是由陨石撞击形成的。
陨石撞击产生的高温、高压正好也能在一定区域内达到钻石形成的条件,只要这些区域内正好拥有足够多的碳元素,那么就会产出钻石。
波皮盖陨石坑区域的地质条件十分特殊,它的下面是一片太古代石墨-石榴石片麻岩,而这个古老的岩层基底上面的沉积层覆盖厚度只有1.5公里(通常情况下这些古老的岩层是在地下非常深的地方)。
△ 波皮盖陨石坑

所以,当超过5公里的小行星撞击该处时,它非常容易接触到下面的石墨这种碳元素结构,并将其转化为钻石。
不过,需要指出的是,直接的撞击点并没有形成钻石,因为撞击产生的高温、高压过大,超过了钻石的形成条件。
真正形成钻石的区域是,距离撞击点外约12至13公里处的一薄层岩石中,这层岩石在撞击后形成了一个半球形的、厚度为1至2公里的含钻岩层。
为什么没人开采这些钻石?
波皮盖陨石坑拥有大量的钻石是事实,无论是实地考察的结果,还是其它科学推测都证实了这点。
不过,“撞击钻石”的品质通常不是特别好。

陨石撞击的高温、高压条件是瞬间发生的,碳元素没有足够时间发育成硕大的单颗宝石,所以“撞击钻石”通常是小型的多晶石,它们的纯度较低,尺寸也较小——通常小于2毫米。
这些钻石可能更适合用于生产金刚石磨料等工业用品,而不太适合用于珠宝制作。
另外,波皮盖陨石坑位于北纬71°39′,北极圈(北纬 66°34′)以北还要好远,相比于我们前面的提到的米尔尼矿,气候环境要恶劣得多。
人们可以因为钻石在米尔尼矿附近建立小镇,但是很难在波皮盖陨石坑附近建立这样的“开采营地”。
还有最重要的一点,就是随着技术的成熟,人工合成钻石正在快速崛起。
钻石有两个用途,一个是工业用途,还是有一个就是珠宝市场的用途。
在工业上,天然钻石已经几乎完全快被成本更低的人工钻石取代了,目前天然钻石在工业上的市场份额只有1.4%,不过珠宝行业依然更喜欢天然钻石——份额超过90%。

波皮盖陨石坑的钻石就评估来看,它珠宝级的储量可能并不多,所以至今没人冒险去开采那些钻石。
这里值得一提的是,我们国家就是主要的人工钻石生产国,据信世界上90%的人工钻石都来自我们国家。
虽然我们国家的自然资源并不算丰富,但是勤劳的国人正在通过技术改变着各行各业。
最后,再聊个关于波皮盖陨石坑的科学!
最近的研究指出,这次地球生命历史上排得上号得小行星撞击,并没有像其它撞击一样造成猛烈的气候变化,也没有导致物种大灭绝发生。
目前还没人知道为什么会这样。
参考:
[1].https://geology.com/articles/popigai-crater-diamonds/