science

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

Nieuchwytny kryształ, który był przewidziany dziesiątki lat temu, odkryto uwięziony wewnątrz diamentu z ponad 410 mil pod ziemią.

  • Wysokociśnieniowy typ perowskitu krzemianowo-wapniowego przewidziano w 1967 r.
  • Ale jest bezprecedensowy w naturze, ponieważ jest niestabilny w otaczających warunkach
  • Eksperci pod kierunkiem Uniwersytetu Nevada znaleźli próbkę diamentów z Botswany
  • Wyróżnili jego strukturę i nadali mu oficjalną nazwę „davemaoite”


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.

Wysokociśnieniowy perowskit z krzemianu wapnia – nieuchwytny minerał przewidziany w 1967, ale nigdy wcześniej nie widziany w przyrodzie – został znaleziony w diamentach z dolnego płaszcza (na zdjęciu)

Eksperci pod kierunkiem Uniwersytetu Nevada wykorzystali synchrotronową dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego na diamencie (na zdjęciu) do scharakteryzowania związku krystalicznego, który nazwali

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

Nie akceptuj imitacji

Minerały można potwierdzić i nadać odpowiednią nazwę dopiero po odkryciu ich obecności w przyrodzie.

Właśnie dlatego davemaoite został właśnie zatwierdzony przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne, pomimo faktu, że wysokociśnieniowy krzemian wapnia (CaSiO₃) został zsyntetyzowany w laboratorium w 1975 roku.

READ  Niesamowity film pokazujący ewolucję Ziemi na przestrzeni czterech miliardów lat w zaledwie cztery minuty

Oczywiście stanowi to wyzwanie dla minerałów, które znajdują się tylko w fazie wysokiego ciśnienia. Wymagają specjalnych warunków, takich jak pokrycie diamentami, aby przetrwać, gdy dotrą do powierzchni Ziemi.

„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”.

Naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu Nevada wykorzystali synchrotronową dyfrakcję rentgenowską do scharakteryzowania związku krystalicznego, który nazwali

Na podstawie ustaleń zespołu, Davemaoit został potwierdzony jako nowy minerał przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne.  Na zdjęciu: mapa dyfrakcji rentgenowskiej przedstawiająca w środku inkluzję davemaoite

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).

READ  Jak smakuje stare wino w kosmosie? Eksperci oceniają niezwykle rzadką butelkę, która kosztuje 700 000 funtów

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

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

HO-KWANG „DAVE” MAO

Po potwierdzeniu obecności naturalnie występującej próbki wysokociśnieniowego perowskitu z krzemianu wapnia, profesor Tschauner i współpracownicy zdecydowali się nadać mu oficjalną nazwę „davemaoite”.

Był to hołd złożony pracy wybitnego chińsko-amerykańskiego geofizyka Ho-Kwanga „Dave” Mao, lat 80, w dziedzinie głębokiej petrologii.

Dr Mao, który prowadził badania w laboratorium geofizycznym Carnegie Institution w Waszyngtonie, jest płodnym użytkownikiem diamentowej komory kowadełka, narzędzia, które może wytwarzać niezwykle wysokie ciśnienia w warunkach laboratoryjnych.

Najważniejsze z jego badań to zweryfikowany odczyt ciśnienia statycznego ponad 1 megabar, wraz z określeniem składu i struktury pierwszego nadprzewodnika wysokotemperaturowego o temperaturze krytycznej powyżej temperatury wrzenia ciekłego azotu.

Reklamy

About the author

Rosemary Robinson

„Nieuleczalny entuzjasta muzyki. Piwo. Totalny odkrywca. Wichrzyciel. Oddany fanatyk sieci”.

Add Comment

Click here to post a comment