金刚石和石墨是上地幔中碳的基本来源，它们与这些深度存在的富含 H₂ 的流体的反应性可能是解开深层非生物碳氢化合物形成的关键。

有鉴于此，英国爱丁堡大学Eugene Gregoryanz等人，研究了在模拟地质条件下纯H₂和金刚石/石墨等凝聚碳矿物的非生物甲烷生产，为地幔中甲烷的生成提供了一种解释。

本文要点

1）使用电阻加热金刚石压腔（DAC）在0.5-5 GPa和300-730 °C的压力和温度条件下进行原位实验，并使用拉曼光谱作为检测工具。大多数研究条件与地球上地幔和俯冲带P-T（压力和温度）梯度一致。

2）研究发现，在这些温和的P-T条件下，金刚石和石墨很容易与H₂反应，形成甲烷和其他轻烃，如乙烷（C₂H₆）。这说明碳相与H₂之间的反应可能是非生物碳氢化合物的重要来源，应在地球深层碳循环中加以考虑。

3）在0.5-3 GPa之间，在低至30°C的温度下，碳很容易与H₂反应产生甲烷，而在更高的温度（500°C及以上）下，乙烷（C₂H₆）等其他轻碳氢化合物会出现。

参考文献：

Miriam Peña-Alvarez et al. In-situ abiogenic methane synthesis from diamond and graphite under geologically relevant conditions. Nat Commun, 2021.

DOI: 10.1038/s41467-021-26664-3

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26664-3