Geologia: Nieuchwytny kryształ, który przewidywano dziesiątki lat temu, został odkryty wewnątrz diamentu z dolnego płaszcza

Nieuchwytny kryształ przewidywany kilkadziesiąt lat temu został w końcu odkryty uwięziony w diamentie z głębi ziemi.

Wysokociśnieniowy perowskit z krzemianu wapnia – minerał przewidziany w 1967, ale nigdy wcześniej nie widziany w przyrodzie – został znaleziony w diamentach z dolnego płaszcza.

Naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu Nevady wykorzystali synchrotronową dyfrakcję rentgenowską do scharakteryzowania krystalicznego związku, który nazwali „davemaoit”.

Na podstawie ich wyników, Davemaoite jest teraz potwierdzony jako nowy minerał przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne.

Wybór nazwy honoruje pracę wybitnego chińsko-amerykańskiego geofizyka Ho-Kwanga „Dave” Mao w dziedzinie głębokiej petrologii.

Diament został utworzony z inkluzji davemaoit na głębokości 660 km pod powierzchnią Ziemi i został odkryty w kopalni Uraba w Botswanie.

Eksperci pod kierunkiem Uniwersytetu Nevady wykorzystali synchrotronową dyfrakcję rentgenowską na diamentie (na zdjęciu), aby scharakteryzować krystaliczny związek, który nazwali „davemaoit”.

READ  Nowe wskazówki pozwalające przewidzieć, kiedy i gdzie następny rozbłysk słoneczny może wybuchnąć

„Niktowi wcześniej nie udało się odzyskać krzemianu wapnia pod wysokim ciśnieniem z dolnego płaszcza”. zawieszony Yingwe Fei, geofizyk z Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie, nie był zaangażowany w badania.

To, wyjaśnił, „ponieważ wysokociśnieniowy perowskit z krzemianu wapnia jest „niehartowny”, co oznacza, że ​​nie może zachować swojej struktury po usunięciu ze środowiska wysokiego ciśnienia.

W 1975 roku naukowcy z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego byli w stanie wytworzyć tę fazę wysokiego ciśnienia w laboratorium, sprasowując krzemian wapnia w tak zwanej „ogniwu z kowadłem diamentowym” podgrzanym do 1400-1800 stopni Celsjusza za pomocą lasera.

Dr Fei zauważył, że normalna próbka naukowców „wykazuje wzór dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego zgodny z fazą wysokociśnieniową krzemianu wapnia i perowskitu”.

Badanie zostało przeprowadzone przez mineraloga Olivera Chunera z University of Nevada w Las Vegas wraz z kolegami, którzy wcześniej odkryli również jedyny inny naturalny okaz minerału wysokociśnieniowego, mostmanitu, we wstrząsanym meteorycie.

Zespół wykazał, że perowskit z krzemianu wapnia jest jednym z najważniejszych geochemicznie minerałów w dolnym płaszczu, w dużej mierze dlatego, że gromadzi niekompatybilne pierwiastki w górnym płaszczu.

Należą do nich pierwiastki ziem rzadkich i długowieczne izotopy promieniotwórcze, takie jak tor i uran, które mają istotny wkład w ciepło płaszcza.

„Nasze obserwacje wskazują, że davemaoit oprócz uranu i toru w swoim składzie zawiera również potas” – napisali naukowcy w swoim artykule.

„Dlatego regionalne i globalne obfitości davemaoitów wpływają na budżet cieplny głębokiego płaszcza, gdzie minerał jest dynamicznie stabilny”.

READ  „Zaginione miasto” głęboko w Oceanie Atlantyckim nie przypomina niczego, co widzieliśmy na Ziemi

Naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu Nevady wykorzystali synchrotronową dyfrakcję rentgenowską do scharakteryzowania krystalicznego związku, który nazwali „davemaoit”. Na podstawie ich wyników, davemaoit został potwierdzony jako nowy minerał przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne. Na zdjęciu: odbicie światła, zbliżenie diamentów na linii wiązki promieniowania rentgenowskiego (po lewej) i mapa dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego przedstawiająca pośrodku wtrącenia dawimoidalne (po prawej).

Praca Tschaunera i in. Daje nadzieję na odkrycie innych trudnych faz wysokiego ciśnienia w przyrodzie, albo poprzez staranne badania głęboko zakorzenionych diamentów, albo w bardzo wstrząsanych meteorytach, pisze Yingwei Fei w podobnej perspektywie.

Takie bezpośrednie próbki z niedostępnego dolnego płaszcza wypełniłyby naszą lukę w wiedzy o składzie chemicznym i niejednorodności całego płaszcza naszej planety.

Pełne wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nauki ścisłe.

Diamenty z inkluzją davemaoit uformowały się ponad 410 mil (660 km) pod powierzchnią Ziemi – i zostały odkryte w kopalni Uraba w Botswanie