近期，美國科研團隊通過模擬場景實驗後推斷，土星、木星及太陽系外的很多星球上空都會下鑽石雨。
這是繼關於「太陽系裡天王星、海王星上空經常下鑽石雨」研究理論的又一突破。
物以稀為貴。作為地球上最昂貴的物品之一，鑽石因閃亮堅硬且量少而深受人們喜愛，由它所做的鑽戒更是求婚的主打禮物。
天王星、海王星、土星、木星等都下鑽石雨，地球上怎麼不下呢？實驗室模擬的鑽石雨場景，可以推廣運用嗎？
01
不一般的雨！
想像中的雨，自然是天空的「水」飄灑而下。實際上，這只是地球上的特殊場景。
眾所周知，地面上的水受太陽光照射後變成水蒸氣（又稱「水汽」）。水汽上升到空中，遇到冷空氣變成小水滴。
這些小水滴有兩種結局：又小又輕的被氣流托在空中，變成了雲；稍大的，經聚合後重力超過空氣浮力，變成雨滴落到地面。稍大的雨滴如果遇到急劇下降的溫度，雨滴就會凝結成冰雹降落。
由此得知，下雨屬於物理變化。
下鑽石雨與地球上空的下雨本質上不同。據1986年探測器飛掠天王星、1989年飛掠海王星得到的數據和科學家實驗模擬還原鑽石雨的過程得知，星球上空的雷電將氣體中的甲烷分解，從而形成煤灰形態的碳，碳下落變成石墨，石墨落到星球深處因巨大的壓力形成鑽石。
從甲烷到碳到石墨再到鑽石，這個過程明顯屬於化學變化。
進一步分析得知，下鑽石雨主要取決於兩個條件。
首先是上空有一定數量的甲烷。上世紀末西方科學家研究發現，在一定溫度和壓強條件下，甲烷會分解產生碳原子，最終聚合形成鑽石。
太陽系四大氣態行星里，天王星、海王星不像地球一樣有岩石、土壤，而是布滿由氫、氦、甲烷、乙烷等氣體組成的大氣層。
科學家們一度認為，由於甲烷占總氣體的約15%，所以它們上空完全符合下鑽石雨的條件；土星、木星上空含甲烷量很低，不足總氣體的0.5%，所以不會下鑽石雨。
近期美國科研團隊研究推斷，土星、木星上空不但會下鑽石雨，而且約有1000000千克/天的碳落入星球深處變成鑽石，其含量是地球鑽石年存量的50倍。這些鑽石「雨」里，大的直徑超過1厘米，類似約15克拉的大鑽石。
其次是必須具備特殊的自然現象或條件，比如強閃電、超高氣溫、超高壓強和超厚的大氣層或球幔。除了每秒十次的閃電風暴，幾千度的高溫，上百萬帕的壓強外，超厚的大氣層或球幔為甲烷變成鑽石提供了絕佳場所。
以土星和木星為例。據推測，它們的大氣層有幾萬千米，而地球的大氣層只有約 100千米；它們的直徑超過12萬千米，是地球直徑的10倍以上，其球幔厚度可想而知。甲烷被土星和木星上空的強閃電擊穿後，下降4000多千米變成石墨，石墨下降6000多千米到達星球表面，因強壓變成鑽石。鑽石越過10000多千米的球幔到達星核，超高溫讓它們變成液態，形成名符其實的「鑽石海」。
02
見不到的鑽石雨！
作為人類已知唯一孕育和支持生命的天體，地球上從沒出現也不可能出現鑽石雨。
第一，地球上的甲烷含量占總氣體的0.0002%，即使全部轉化為鑽石，也只是土星上鑽石數量的千分之一。
第二，地球上的大氣壓遠遠不能把甲烷變成鑽石，完成此操作的大氣壓，足以把高山壓成粉末，更不要說人體。
第三，退一萬步講，即使在地球上空完成甲烷變鑽石的操作，但由於下落速度高、鋸齒邊緣鋒利等原因，定會將地球表面破壞得千瘡百孔，後果不可想像。
天空中不會下鑽石雨，那可否像之前美國科研團隊的研究那樣，通過實驗製取批量鑽石呢？
答案是否定的。因為實驗不但需要超級昂貴和複雜的設備，而且模擬星球內部環境的技術難度也非常大。其難度主要表現在閃電、高溫、壓強等方面。
閃電強度不是一般大。氣態星球上空大氣層里的水蒸氣，受星球內部的熱量影響，會聚合形成雷暴雲，進而產生閃電。
據推測，木星上閃電強度是地球閃電的1000倍，頻率可達每秒鐘近10次。目前人類只能進行極小規模的超強閃電測試。
分解物質溫度需求相當高。要分解甲烷或類甲烷氣體（如聚苯乙烯），得到其中的碳單質，必須把溫度升高到5000攝氏度。實驗到達此溫度時只能分解極少量的甲烷。
壓強高得離譜。實驗讓石墨變成鑽石，需要150萬帕。1帕是指1牛頓的力均勻地壓在1平方米麵積時產生的壓力強度。用美國模擬鑽石雨科研團隊成員克勞斯的話說就是，「（讓石墨變成鑽石的壓強）相當於大約250隻非洲象的重量集中在拇指甲表面所產生的壓力。這或許也是海王星等氣態星球表面以下10000千米處的環境」。
由此得知，要從甲烷或類甲烷氣體中提煉鑽石，成本和難度都不可想像。有人推算，要從甲烷中提煉1克拉鑽石，至少要花去購買1000克拉鑽石費用。
既沒辦法到天王星等星球上取鑽石，期待地球下鑽石雨也不可能，甲烷製取鑽石又得不償失，所以鑽石雨的話題只能作為茶餘飯後的談資，或成為作家們創作科幻小說的素材！
責編：咕嚕