Тайна пропавшего минерала раскрыта. Помог необычный эксперимент
Кора, верхняя и нижняя мантия, ядро – это части, из которых состоит планета Земля. Взглянуть на эти слои не так-то просто. И это не похоже на существующее поперечное сечение планеты, которое все могут легко изучить.
Ученые теперь считают, что обнаружили новый минерал. Он находит в нижней мантии. Это часть, которая составляет 55% от общего объема нашей планеты, — пишет издание Science Alert.
Сегодня науке известны 3 основных минерала этого слоя. Это бриджманит, феропериклаз и давемаоит . Но может быть еще один. Ученых смущал важный вопрос. Бриджманит и давемаоит должны были сливаться при высоких температурах благодаря сходным кристаллическим структурам.
Но эксперименты не давали такого результата.
"Почему давемаоит и бриджманит не сливаются в одно целое, несмотря на то, что у них очень похожие структуры в атомном масштабе? Этот вопрос увлекал исследователей в течение двух десятилетий", — говорит геофизик Дэн (Санг-Хен) Шим из Университета Аризона.
Он отметил, что всегда во время экспериментов получали 2 отдельных минерала. Потому решили найти свежие идеи. Таким образом, с помощью серии экспериментов по нагреву минералов под высоким давлением моделировали условия в нижней мантии. Температуры повышали очень быстро – 1650-1925 градусов Цельсия, которой достигали менее чем за секунду. Затем уровень достигал 2800 градусов.
В эксперименте за небольшими нагретыми образцами наблюдали с помощью рентгеновского изображения. Так обнаружили, что при температурах около 2000 градусов по Цельсию образуется единственный минерал – перовскит.
Эта комбинация давемаоита и бриджманита указывает на то, что более глубокая часть нижней мантии имеет другую минеральную смесь, чем часть выше. Это обусловлено более высокой температурой и давлением. В образовании нового минерала, по всей вероятности, большую роль играет железо.
"Считается, что большая разница в размерах между кальцием и магнием, основными катионами давемаоита и бриджманита, соответственно, должна препятствовать слиянию этих двух минералов. Но наше исследование показывает, что они могут преодолеть такую разницу в горячей среде" , — говорит минералог Бенкван Ко из Мичиганского государственного университета.
Раньше мантия Земли была гораздо горячее, чем сегодня. Поэтому слияние минералов перовскита было более распространенным. Со временем геология поменялась. Выводы ученых совпадают с предварительными исследованиями. Предполагалось, что характеристики нижней мантии изменяются с ее погружением вниз.
"Наше открытие требует пересмотра моделей глубинной мантии минералогии и повлияет на наше понимание состава, структуры, динамики и эволюции региона", — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
| Комментарии (0) |