钻石不仅为珠宝爱好家所欣赏，还为科学家们提供了许多关于地球内部的信息。
近日，科学家们在 《Science》发文，称其在埋藏于地壳深处的钻石中，发现了一种新形式的冰——“冰-VII”。这是人类第一次在地球上发现这种自然形成的冰。正如有些科学的发展过程一样，它完全是被偶然发现的。
冰-VII的密度大约是我们在饮料中所加的冰或冬天形成的冰的1.5倍，而且其原子的结晶结构也与普通的冰的结构不同：在普通的冰中，氧原子排列成六角形；而在冰-VII中，这些原子呈立方状排列。
内华达大学地球科学教授Oliver Tschauner解释说，事实上，在不同的压力和温度条件下形成的冰有几个已知的形式。
但冰-VII很不寻常。领导这项新工作的Tschauner说，通常情况下，当某物质的固体状态受到的压力越来越大时，化学键之间的间距会稍微减小，而键之间的距离会稍微向对方倾斜。这就是所谓的压缩性。
但是冰的压缩性很低。当它受到很大的压力时，原子不会一起滑行。相反，它们会将自己重新排列成新的结构。例如，如果你在冰-I上用力按压，它会转化为冰-Ⅱ，冰-Ⅱ有一个菱形结构。如果再增加压力，原子就又会重新排列成冰-Ⅲ，然后是IV，V，VI和VII。
然而，即使压力增加，冰-VII的结构也相当稳定。
科学家们认为，在太阳系中，有可能会发现大量的冰-VII，可能存在于像土卫二和欧罗巴这样的冰卫星内部，或者作为土卫六海洋底的一部分。但他们认为在地球上它不会自然产生：形成冰-VII所需的压力可以在我们的星球上找到，但这种压力只存在于地幔深处，可是那里的温度太高，以致于冰-VII无法稳定存在。
先前的工作已经表明，冰-VII可以人工合成；但新的研究显示，有少量的材料也可以在地球上自然形成，这要归功于钻石的独特特性。
钻石可以在地壳下多达400英里的地方形成。在形成的过程中，它们偶尔会将周围化学环境中的微小部分封装在钻石所谓的包裹体中。并且钻石中夹杂物的特殊之处在于，包裹在钻石内部的材料仍然承受着被封装时的压力。
随后，地幔的自然对流最终把这些钻石以包裹体的形式输送到地球表面。
Tschauner说：“钻石晶格的结构并不会（因压力变小）而变得稀疏，所以无论是在地幔还是在你的手中，包裹体的体积几乎都是不变的。”
加州理工学院的矿物学家George Rossman说，钻石的这种特性，使钻石成为地球深处样本的主要来源。
“通常，地球内部极深的矿物一旦经历低压就不稳定。浮出地表后，它们很快就分解了，不管里面有什么东西，都会丢失。但如果钻石飞得足够快，它就不会变。
形成在地球地幔中的钻石最初捕获的并不是冰-VII，因为地幔温度太高了。然而，钻石在形成时可以捕获极稠密的加压水的小气泡。然后，当钻石穿过地幔时，水包裹体在相同的加压条件下会受到较低的温度影响。在这种特殊情况下，冰-VII便可能形成。
Tschauner坦率地承认，他和他的团队并没有刻意去寻找钻石中的冰-VII，而是在寻找一种新的二氧化碳形式。但是当他们用高强度X光扫描钻石时，他们发现了其他的东西：第一次在这个星球上发现了冰-VII。
Tschauner 说：“我们都很兴奋。” 他们的发现——冰- VII已首次被国际矿物学协会确认为矿物。
Rossman说 “其实钻石中的水并不是未知的，但发现这种高压形式的冰完好无损，真的是偶然的，”他说，“这就是你所谓的发现。”
