Το ορυκτό Davemaoite (CaSiO3-perovskite, το τρίτο πιο άφθονο ορυκτό στο κατώτερο στρώμα του μανδύα του Γη εσωτερικό) έχει ανακαλυφθεί στην επιφάνεια του Γη για πρώτη φορά. Βρέθηκε παγιδευμένο μέσα σε ένα διαμάντι. Ο περοβσκίτης βρίσκεται φυσικά ΜΟΝΟ στο κάτω στρώμα του μανδύα του εσωτερικού του Γη κάτω από εξαιρετικά υψηλές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτή η πρώτη ανακάλυψη εσωτερικού χώρου γη Το ορυκτό στη φύση είναι σημαντικό για τη γεωλογία για την καλύτερη κατανόηση της δυναμικής των βαθέων Γη.
Ο περοβσκίτης είναι ένα ορυκτό που αποτελείται από οξείδιο του ασβεστίου τιτανίου (CaTiO3). Οποιοδήποτε άλλο ορυκτό έχει παρόμοια κρυσταλλική δομή ονομάζεται περοβσκίτης. Αυτό καθιστά τον περοβσκίτη μια κατηγορία ενώσεων που έχουν τον ίδιο τύπο κρυσταλλικής δομής με το CaTiO3 (κατασκευή περοβσκίτη).
Περοβσκίτης πυριτικό ασβέστιο (CaSiO3-ο περοβσκίτης ή CaPv) είναι ένα σημαντικό ορυκτό επειδή είναι το τρίτο πιο άφθονο ορυκτό1 (7% κατ' όγκο) στο κατώτερο στρώμα του μανδύα του Γη εσωτερικό και παίζει σημαντικό ρόλο στη θερμική δυναμική του Γη εσωτερικό. Για να βάλουμε τα πράγματα στη θέση τους, από τα τρία επίπεδα του Γη, το στρώμα του μανδύα, μεταξύ του πυκνού υπερθερμασμένου πυρήνα και του λεπτού εξωτερικού στρώματος κρούστας, αποτελεί το 84% του Γη συνολικός όγκος ενώ το κάτω στρώμα του μανδύα από μόνο του αποτελεί το 55 τοις εκατό του Γη και εκτείνεται από 670 και 2900 km σε βάθος. Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια στιγμιότυπο της θέσης του περοβσκίτη μέσα Γη εσωτερικό.
Πίνακας: Θέση του πλούσιου στρώματος περοβσκίτη στο εσωτερικό της Γης
Οι περοβσκίτες μαζί με άλλα ορυκτά στο στρώμα του μανδύα παίζουν βασικό ρόλο στη δυναμική των βαθέων γη που περιλαμβάνει μεταφορά θερμότητας από τον πυρήνα προς την επιφάνεια, που ονομάζεται μεταφορά μανδύα. Παρά την αφθονία και τη σημασία του, ο περοβσκίτης δεν έχει ανακτηθεί ποτέ από το κατώτερο στρώμα του μανδύα, επειδή χάνει τη δομή του όταν αφαιρεθεί από τις συνθήκες υψηλής πίεσης.
Οι ερευνητές ανέφεραν τώρα ανακάλυψη περοβσκίτη πυριτικού ασβεστίου ως συμπερίληψη διαμαντιού σε φυσικό δείγμα. Το διαμάντι βρέθηκε στο ορυχείο Orapa της Μποτσουάνα πριν από δεκαετίες και αγοράστηκε από έναν ορυκτολόγο των ΗΠΑ το 1987. Η ομάδα των ερευνητών μελετούσε το διαμάντι για μερικά χρόνια για τυχόν παγιδευμένα βαθιάΓη ορυκτό.
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Oliver Tschauner χρησιμοποίησε περίθλαση ακτίνων Χ σύγχροτρον για να μελετήσει την εσωτερική δομή των απειροελάχιστα μικρών σκούρων κηλίδων σε ένα διαμάντι που πιστεύεται ότι είναι περοβσκίτης από το κάτω στρώμα του μανδύα και μπόρεσε να βρει οριστικά στοιχεία για δομικά διατηρημένο κυβικό CaSiO3-περοβσκίτη. εκεί2.
Περαιτέρω δομικές και χημικές μελέτες έδειξαν ότι το ορυκτό είχε μεγάλες ποσότητες παγιδευμένου καλίου, υπονοώντας ότι αυτός ο περοβσκίτης μπορούσε να φιλοξενήσει τρία από τα κύρια στοιχεία παραγωγής θερμότητας (το ουράνιο και το θόριο ήταν προηγουμένως γνωστά) που επηρεάζουν την παραγωγή θερμότητας στο Γη εσωτερικό. Ονόμασαν το ορυκτό «davemaoite» (από το όνομα του γεωφυσικού Ho-kwang «Dave» Mao) το οποίο εγκρίθηκε ως νέο φυσικό ορυκτό. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το ορυκτό μπορεί να προήλθε από το κατώτερο στρώμα του μανδύα μεταξύ 650 και 900 km βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης 3,4.
Παραδόξως, CaSiO3 Ο περοβσκίτης αναφέρθηκε ότι ανακαλύφθηκε σε ένα διαμάντι στα βαθιά της Γης από τη Νότια Αφρική το 2018, ωστόσο η ερευνητική ομάδα δεν είχε ισχυριστεί επίσημο discoveryhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ ενός νέου ορυκτού 5.
Αυτή η ανακάλυψη, σε συνδυασμό με περαιτέρω ανακαλύψεις περισσότερων ορυκτών στο μέλλον, θα εμπλουτίσει την κατανόηση της εξέλιξης του μανδύα της Γης.
***
αναφορές:
- Ζανγκ Ζ., et αϊ 2021. Θερμική αγωγιμότητα CaSiO3 περοβσκίτης σε συνθήκες χαμηλότερου μανδύα. Physical Review B. Volume 104, Issue 18 – 1. Published 4 November 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101
- Fei, Y. 2021. Ο περοβσκίτης ανακτήθηκε από τον κάτω μανδύα, Science. Published 11 Nov 2021. Vol 374, Issue 6569 σελ. 820-821. Science (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742
- Τσάουνερ, Ο. et αϊ. Ανακάλυψη του davemaoite, CaSiO3-perovskite, ως ορυκτό από τον κάτω μανδύα. Επιστήμη. 11 Νοε 2021. Τόμος 374, Τεύχος 6569 σελ. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568
- Πανεπιστήμιο της Νεβάδα 2021. Ειδήσεις – Έρευνα εν συντομία: Το πρώτο ορυκτό εσωτερικών χώρων που ανακαλύφθηκε στη φύση. [Δημοσιεύτηκε στις 15 Νοεμβρίου 2021. Διαθέσιμο στο διαδίκτυο στη διεύθυνση https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature
- Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. et αϊ. Ο περοβσκίτης CaSiO3 σε διαμάντι υποδηλώνει την ανακύκλωση του ωκεάνιου φλοιού στον κάτω μανδύα. Nature 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972
***
