Minerał Davemaoit (perowskit CaSiO3, trzeci pod względem liczebności minerał w dolnej warstwie płaszcza Ziemi wnętrze) odkryto na powierzchni ziemia po raz pierwszy. Znaleziono go uwięzionego wewnątrz diamentu. Perowskit występuje naturalnie TYLKO w dolnej warstwie płaszcza wnętrza ziemia w ekstremalnie wysokich temperaturach i warunkach ciśnienia. To pierwsze w historii odkrycie wnętrza Ziemia Minerał w przyrodzie jest ważny dla geologii dla lepszego zrozumienia dynamiki głębin ziemia.
Perowskit to minerał składający się z tlenku wapniowo-tytanowego (CaTiO3). Każdy inny minerał o podobnej strukturze krystalicznej nazywany jest perowskitem. To sprawia, że perowskit jest klasą związków, które mają taki sam rodzaj struktury krystalicznej jak CaTiO3 (struktura perowskitu).
Perowskit wapniowo-krzemianowy (CaSiO3-perowskit lub CaPv) jest ważnym minerałem, ponieważ jest trzecim najliczniej występującym minerałem1 (7% objętości) w dolnej warstwie płaszcza Ziemi wnętrza i odgrywa znaczącą rolę w dynamice cieplnej Ziemi wnętrze. Aby spojrzeć na wszystko z odpowiedniej perspektywy, na temat trzech warstw ziemia, warstwa płaszcza, pomiędzy gęstym, przegrzanym rdzeniem a cienką zewnętrzną warstwą skorupy, stanowi 84%. Ziemi całkowita objętość, podczas gdy sama dolna warstwa płaszcza stanowi 55 procent ziemia i rozciąga się na głębokość od 670 do 2900 km. Poniższa tabela przedstawia migawkowy widok miejsca perowskitu Ziemi wnętrze.
Tabela: Miejsce występowania warstwy bogatej w perowskit we wnętrzu Ziemi
Perowskity wraz z innymi minerałami w warstwie płaszcza odgrywają kluczową rolę w dynamice głębin Ziemia polegającą na przenoszeniu ciepła z rdzenia na powierzchnię, zwanym konwekcją płaszcza. Pomimo swojej obfitości i znaczenia perowskit nigdy nie został wydobyty z dolnej warstwy płaszcza, ponieważ traci swoją strukturę po usunięciu z warunków wysokiego ciśnienia.
Badacze teraz o tym poinformowali odkrycie perowskitu krzemianu wapnia w postaci inkluzji diamentowej w próbce naturalnej. Diament odnaleziono kilkadziesiąt lat temu w kopalni Orapa w Botswanie i zakupił go mineralog z USA w 1987 roku. Zespół badaczy przez kilka lat badał diament pod kątem obecności jakichkolwiek uwięzionych w nim głębokoziemia minerał.
Zespół badawczy kierowany przez Olivera Tschaunera wykorzystał synchrotronową dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego do zbadania wewnętrznej struktury nieskończenie małych ciemnych plamek w diamencie uważanym za perowskit z dolnej warstwy płaszcza i był w stanie znaleźć ostateczne dowody na strukturalnie zachowany sześcienny perowskit CaSiO3 tam2.
Dalsze badania strukturalne i chemiczne wykazały, że minerał zawierał duże ilości uwięzionego potasu, co sugeruje, że w perowskicie mogą znajdować się trzy główne pierwiastki wytwarzające ciepło (wcześniej znane były uran i tor), które wpływają na wytwarzanie ciepła w Ziemi wnętrze. Nazwali ten minerał „davemaoite” (na cześć geofizyka Ho-kwanga „Dave’a” Mao), który został zatwierdzony jako nowy naturalny minerał. Naukowcy uważają, że minerał mógł pochodzić z dolnej warstwy płaszcza znajdującej się na głębokości od 650 do 900 km pod powierzchnią Ziemi. 3,4.
Co zaskakujące, CaSiO3 Doniesiono, że perowskit odkryto w diamencie głębinowym z Republiki Południowej Afryki w 2018 r., jednak zespół badawczy nie stwierdził oficjalnie odkryciehttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/odkrycie-azotu-wiążącego-komórki-organelle-nitroplast-w-algach-eukariotycznych/ nowego minerału 5.
To odkrycie, w połączeniu z kolejnymi odkryciami kolejnych minerałów w przyszłości, powinno wzbogacić zrozumienie ewolucji płaszcza Ziemi.
***
Referencje:
- Zhang Z., i wsp 2021. Przewodność cieplna CaSiO3 perowskit w niższych warunkach płaszcza. Przegląd fizyczny B. Tom 104, wydanie 18 – 1. Opublikowano 4 listopada 2021 r. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101
- Fei, Y. 2021. Perowskit wydobyty z dolnego płaszcza, Science. Opublikowany 11 listopada 2021. Tom 374, wydanie 6569 s. 820-821. Nauka (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742
- Tschaunera, O. i wsp. Odkrycie davemaoitu, CaSiO3-perowskitu, jako minerału z dolnego płaszcza. Nauka. 11 listopada 2021. Tom 374, wydanie 6569 s. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568
- University of Nevada 2021. Aktualności – Badania w skrócie: Pierwszy w historii wewnętrzny minerał ziemny odkryty w przyrodzie. [Opublikowano 15 listopada 2021 r. Dostępne online pod adresem https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature
- Nestola F., Korolev N., Kopylova M. i wsp. Perowskit CaSiO3 w diamencie wskazuje na recykling skorupy oceanicznej do dolnego płaszcza. Natura 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972
***
