月壤很抢手

嫦娥五号还在奔月的路上，有好几个国家的科学家就已经开始向中国讨要从月球挖回来的月壤了。有朋友半开玩笑地问老周：“月球上的土这么抢手，难道里边有钻石？”

这倒是个十分有趣的问题，我们今天就来聊一聊，月亮上会不会有钻石？嫦娥五号真有可能挖到钻石吗？

月球表面会有钻石？

钻石是啥？

“一颗永留传”的钻石其实是碳。跟我们烧的煤不同，钻石是纯度很高的碳。在地球上所有的固体物质中，钻石的硬度是最高的，而它的孪生兄弟石墨却几乎是最软的东西。

钻石与石墨一个最硬一个很软

常言道，物以稀为贵，钻石很稀有，因此钻石很贵，小小的亮晶晶的一粒常常卖到几千上万块钱，有些能换北京三环内的一套房。也难怪我的这位朋友想到月亮上去挖钻石，他觉得只有挖到钻石才是划算的买卖，至少不亏嘛！

一枚巨钻

碳元素在地球上很常见，我们身体大约18.5%是碳；我们吸进氧气呼出二氧化碳；地球大气里大约有9000亿吨碳，溶解在水里的碳更多，达36万亿吨；科学家们计算出整个地球的碳含量达到436亿亿吨。这是个极其庞大的数字，即便如此，地球表面碳元素的丰度只排到第15位，远低于宇宙中的排名（第4位）。

在地壳与地幔结合的地方，大约150~250公里的深处高温高压。在4.5GPa的强大压力和950℃的高温下，夹杂在岩石缝隙中的部分碳酸盐会发生变质过程，一些氧化碳（比如CO₂或CO₃）还有甲烷（CH₄）有可能在熔岩流体中经历数亿年的演化慢慢聚集形成钻石。

钻石通常形成于地幔

钻石在地球上其实有不少，它们绝大多数都深埋在地下，我们不可能得到它，除非火山喷发的熔岩将它们带到地面。

大家都知道南非盛产钻石，那里有巨大的钻石矿，许多著名的钻石也出自南非。这是因为在非洲的最南端有一种被称为金伯利岩管的火山地形，大量地下的钻石正是通过炙热的火山管道喷射出来，而类似的火山管道在全世界已经发现了6400个，其中大约有900个发现有钻石。

金伯利火山将钻石带到地面

嫦娥五号降落在火山上

嫦娥五号设计的着陆区正在月球北边的一个火山上。这个名叫蒙斯·鲁姆克（MonsRümker）的山包位于月海之中，上面有大大小小30个火山口。35亿年前，月球地幔的岩浆源源不断地涌出来填充了低洼的地方形成月海，岩浆凝固之后形成深色的玄武岩月壳。蒙斯·鲁姆克可能是月球上最年轻的火山，它的喷发时间可以追溯到大约25亿年前，稍低温的岩浆堆积在月海表面，构成一座直径约65公里、高1100米的盾形火山。

嫦娥五号的降落区是一座巨大的盾形火山

既然蒙斯·鲁姆克是一座火山，它的岩浆来自深深的月幔，按照地球的经验，嫦娥五号应该有可能挖到钻石了？

且慢！我忘记告诉你一件非常重要的事：月球表面几乎没有碳！

月球缺碳

尽管地球上碳的丰度只排在第15位，但我们随处可以见到碳的踪迹；我们的大气层中有78%是氮气。但是在距离地球仅38万公里的卫星月球表面，你几乎找不到这两种元素，它们的含量仅仅能以“痕量”来形容。

结婚买一克拉的钻戒有多大，需要多少钱，挑选如何一克拉钻戒？

很多客户在购买钻戒的时候都会问到这样的问题，也常会在影视作品中听到，看到1克拉钻戒频频出现，让大家都以为钻戒只有大小这样一个评价方式，实际上这是对钻戒的错误理解。一枚1克拉的钻戒还需要考虑到它的切工是否完美，颜色是否趋于无色，内外部是否带有瑕

在这张表里，你找不到碳和氮

即使不考虑二氧化碳和溶解在水中的碳，我们的地壳中也存在丰富的碳酸盐矿物。但你在月海的土壤和岩石里找不到碳酸盐，这里最多的是氧化物，其中二氧化硅占了约45.4%，氧化铝约14.9%，氧化铁约14.1%，氧化钙约11.8%，氧化镁约9.2%，二氧化钛约3.9%，氧化钠约0.6%，剩下的0.1%就是一些游离元素和稀土元素。

月球表面的碳有多少？大约仅82ppm，这点碳还是由太阳风带到月球表面的。

玉兔在缺碳的月面上游荡，这里没办法种菜

月球表面为什么没有碳？

照理说，月球来自地球，是地球遭受撞击飞散的一些碎片重新聚集在一起形成的卫星，地球上有的元素月球上也应该有，那么碳都到哪里去了？

答案是，挥发掉了。

碳尽管是宇宙中第四丰富的元素，但它极少以固体的形态出现，绝大多数情况下它会与氧气结合成二氧化碳。你说对了，这是气体。

地球的表面有水，有稠密的大气，地下火山喷发出的二氧化碳会被保留在大气层、溶解在水里形成碳酸。大气层里的碳被生物利用后固定在地面形成煤炭和碳酸盐，水里的碳酸也会与其它物质产生化学反应形成碳酸盐。这就是我们周围有如此丰富碳的原因。

热带雨林是地球上的重要碳汇

但月球太小，它既存不住水也留不住大气，地下的火山即便是喷出一些气体，它大多也会被太阳风吹走，于是月球变成了一颗干燥的星球，月表找不到碳酸盐，更别提煤炭了。

那么在月球的深处是否存在产生钻石的条件呢？

由于月球很小，它的表面重力仅有地球表面的六分之一，因此即便在月球的地下还存在碳，要想将它压成钻石，它的深度也在1500公里以下，这基本上已经是月核的深度了。在如此深的地方，热对流很难有足够的动能将钻石颗粒输送到月球表面，因此嫦娥五号即使在月球的火山口开钻，也基本不可能挖到钻石。

月亮的心还是热的，那里可能有些钻石

在月球的地底下挖到钻石的可能性接近于零，但在月球表面一些巨大的陨石坑里倒是有可能捡到一些碎钻。这些钻石原本是封存在陨石中的石墨颗粒，由于强大的撞击力，石墨会在高温高压下变成爆轰金刚石，当然了，它的大小是纳米级的，你需要用高倍的显微镜才能找到它。

总结：

我写这篇科普文章的目的并不是让你去月球上找钻石，因为月球上不存在产生大量钻石的前提条件。

月球很小，它聚集时仅存的少量碳早已经随火山喷发出来，又被太阳风吹散到太空中了。

月幔的温度和压力不足以将二氧化碳或微量的甲烷压成钻石，在这里不存在制造钻石的条件；即便在月核的附近可以压制钻石，月幔也缺乏足够的对流把它输送到月球表面。

因此嫦娥五号在月球的火山口挖不到钻石，它的任务就是科学探索和研究。想发笔横财的朋友，你就死了这条心吧！

据说是阿波罗11号捡回的月岩切片，挺好看的