Odkritje notranjega zemeljskega minerala, davemaoita (CaSiO3-perovskita) na zemeljskem površju

Mineral davemaoit (CaSiO3-perovskit, tretji najpogostejši mineral v spodnji plasti plašča Zemljin notranjost) je bila odkrita na površini Zemlja prvič. Našli so ga ujetega v diamantu. Perovskit se naravno nahaja SAMO v spodnji plasti plašča v notranjosti Zemlja v pogojih izjemno visoke temperature in tlaka. To je prvo odkritje notranjosti Zemlja mineral v naravi je pomemben za geologijo za boljše razumevanje dinamike globin Zemlja.  

Perovskit je mineral, sestavljen iz kalcijevega titanovega oksida (CaTiO₃). Vsak drugi mineral s podobno kristalno strukturo se imenuje perovskit. Zaradi tega je perovskit razred spojin, ki imajo enako vrsto kristalne strukture kot CaTiO₃ (perovskitna struktura).    

Kalcijev silikat perovskit (CaSiO₃-perovskit ali CaPv) je pomemben mineral, ker je tretji najbolj razširjen mineral¹ (7 % prostornine) v spodnji plasti plašča Zemljin notranjosti in ima pomembno vlogo pri toplotni dinamiki Zemljin notranjost. Če pogledamo stvari v perspektivo, treh plasti Zemljaplast plašča med gostim pregretim jedrom in tanko zunanjo plastjo skorje predstavlja 84 % Zemljin celotne prostornine, medtem ko samo spodnja plast plašča obsega 55 odstotkov Zemlja in sega od 670 do 2900 km v globino. Spodnja tabela prikazuje posnetek mesta perovskita v Zemljin znotraj.  

Tabela: Mesto plasti bogate s perovskitom v Zemljini notranjosti  

Perovskiti skupaj z drugimi minerali v plasti plašča igrajo ključno vlogo v dinamiki globine Zemlja ki vključuje prenos toplote iz jedra proti površini, imenovan plaščna konvekcija. Kljub njegovi številčnosti in pomembnosti perovskit ni bil nikoli pridobljen iz spodnje plasti plašča, ker izgubi svojo strukturo, ko ga odstranimo iz pogojev visokega tlaka.  

Raziskovalci so zdaj poročali Odkritje kalcijevega silikatnega perovskita kot diamantne inkluzije v naravnem vzorcu. Diamant so pred desetletji našli v rudniku Orapa v Bocvani, leta 1987 pa ga je kupil mineralog iz ZDA. Skupina raziskovalcev je diamant nekaj let preučevala, da bi ugotovila morebitne ujete globokoZemlja mineralna.  

Raziskovalna skupina pod vodstvom Oliverja Tschaunerja je uporabila sinhrotronsko rentgensko difrakcijo za preučevanje notranje strukture neskončno majhnih temnih pik v diamantu, ki naj bi bil perovskit iz spodnje plasti plašča, in je lahko našla dokončne dokaze o strukturno ohranjenem kubičnem CaSiO3-perovskitu. tam².  

Nadaljnje strukturne in kemijske študije so pokazale, da ima mineral velike količine ujetega kalija, kar pomeni, da bi ta perovskit lahko gostil tri glavne elemente, ki proizvajajo toploto (uran in torij sta bila prej znana), ki vplivajo na proizvodnjo toplote v Zemljin notranjost. Mineral so poimenovali "davemaoit" (po geofiziku Ho-kwang "Dave" Mao), ki je bil odobren kot nov naravni mineral. Raziskovalci menijo, da mineral morda izvira iz spodnje plasti plašča med 650 in 900 km globoko pod površjem Zemlje. ^3,4. 

Presenetljivo je CaSiO₃ leta 2018 so poročali, da so perovskit odkrili v diamantu globoko v Zemljini Afriki, vendar raziskovalna skupina ni uradno trdila odkritjehttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ novega minerala ⁵. 

To odkritje bi v povezavi z nadaljnjimi odkritji več mineralov v prihodnosti moralo obogatiti razumevanje evolucije Zemljinega plašča.  

***

Reference:  

1. Zhang Z., sod 2021. Toplotna prevodnost CaSiO₃ perovskit v pogojih nižjega plašča. Physical Review B. Letnik 104, številka 18 – 1. Objavljeno 4. novembra 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Fei, Y. 2021. Perovskit pridobljen iz spodnjega plašča, Znanost. Objavljeno 11. novembra 2021. Letnik 374, številka 6569, str. 820-821. Znanost (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Tschauner, O. sod. Odkritje davemaoita, CaSiO3-perovskita, kot minerala iz spodnjega plašča. znanost. 11. november 2021. letnik 374, številka 6569 str. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. Univerza v Nevadi 2021. Novice – Kratka raziskava: v naravi odkrit prvi notranji zemeljski mineral. [Objavljeno 15. novembra 2021. Dostopno na spletu na https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. sod. CaSiO3 perovskit v diamantu kaže na recikliranje oceanske skorje v spodnji plašč. Narava 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***