Статті

Уперше дослідники виявили рідкісний мінерал, який походить безпосередньо з нижньої мантії Землі. Це «перший раз, коли мінерали нижньої мантії коли-небудь спостерігалися в природі».

У новому дослідженні, опублікованому в Science, дослідники стверджують, що вони виявили рідкісний мінерал, який походить безпосередньо з нижньої мантії Землі - області між ядром і корою планети.


Знахідка є несподіванкою, тому що ніхто не має і не очікує отримати мінерал такого високого тиску на поверхні Землі після десятиліть пошуків.


Однак завдяки алмазу, в якому він був знайдений, новому мінералу, який отримав назву «давемаоїт», вдалося здійснити неймовірну подорож із принаймні 412 метрів з нижньої мантії.


Це відкриття є кроком вперед у прагненні вчених детальніше змоделювати еволюцію мантії Землі.


Дейвемаоїт становить переважно 5-7 відсотків матеріалу в нижній мантії Землі і є одним із трьох значущих мінералів там. Здебільшого він складається з перовскіту силікату кальцію (CaSiO3) – можливо, найважливішої (геохімічно) фази нижньої мантії Землі.


Однією з причин цього є унікальна здатність давемаоїту поглинати радіоактивні ізотопи урану, торію та калію. Ці ізотопи генерують багато тепла в нижній частині мантії Землі, що робить давемаоїт важливим гравцем в управлінні тим, як тепло рухається через глибини Землі. У свою чергу, це допомагає контролювати, як тепло передається від мантії до кори для живлення таких процесів, як тектоніка плит.


Ніколи раніше перовскіт CaSiO3 не спостерігався в природі, оскільки він зазвичай розпадається, коли його видаляють із середовища високого тиску.


Давемаоїт переправляється на «силі алмазу». Мінерали CaSiO3-перовскіт були виявлені у вигляді крихітних чорних цяток в алмазі, видобутому десятиліття тому з шахти Орапа в Ботсвані (Південна Африка) — найбільшої алмазної шахти в світі за площею.


Однак група американських геологів нещодавно придбала діамант, який мав невелику цінність для ювелірів через його «недосконалість», дозволивши їм розглянути його ближче. «Для ювелірів і покупців розмір, колір і прозорість діаманта мають значення, а вкраплення — ці чорні цятки, які дратують ювеліра — для нас — це подарунок», — сказав Олівер Шаунер у прес-релізі університету. Невади, Лас-Вегас, і співкерівник дослідження. Щодо малоймовірного сходження давемаоїту, він прокоментував Nature: «Саме міцність алмазу утримує вкраплення під високим тиском».


Спеціальний рентгенівський метод, відомий як синхротрон, виявив новий мінерал. Тшаунер і його співробітники, включаючи геохіміка Шічуна Хуанга з Університету Невади в Лас-Вегасі (UNLV), придбали алмаз перед використанням спеціального рентгенівського випромінювання, відомого як синхротрон. Це дозволило їм більш ретельно проаналізувати його внутрішню структуру.


Вони виявили нову кристалічну речовину, яку назвали «давемаоїт» — назву, вибрану на честь геофізика-експериментатора Хо-Кванга «Дейва» Мао, який створив багато методів, які Чаунер і його колеги використовують сьогодні. Відтоді Давемаоїт був схвалений як абсолютно новий природний мінерал Комісією з нових мінералів, номенклатури та класифікації Міжнародної мінералогічної асоціації.


Дейвемаоїт можна підірвати на поверхню Землі метеоритами. Відкриття давемаоїту Чаунером демонструє лише один із двох способів виявлення мінералів під високим тиском у природі: з надр метеоритів або на глибині від 410 до 560 миль під поверхнею Землі.


Анотація:


Силікат кальцію перовскіт, CaSiO3, є, мабуть, найважливішою геохімічно важливою фазою в нижній мантії, оскільки він концентрує елементи, несумісні у верхній мантії, включно з елементами, що виділяють тепло, торієм і ураном, період напіврозпаду яких довший за геологічну історію. Землі. Ми повідомляємо, що CaSiO3-перовскіт є затвердженим мінералом (IMA2020-012a) під назвою давемаоїт. Природний зразок давемаоїту доводить існування неоднорідності складу в нижній мантії. Спостереження показують, що давемаоїт також містить у своїй структурі калій, крім урану та торію. Таким чином, регіональні та глобальні надлишки давемаоїту впливають на тепловий баланс глибокої мантії, де мінерал є термодинамічно стабільним.
Дослідження