Минералог UNLV Оливер Чаунер и его коллеги обнаружили новый минерал, который был перенесен на поверхность Земли в алмазе (на фото). Предоставлено: Аарон Селестиан, Музей естественной истории округа Лос-Анджелес.
Впервые получен перовскит из силиката кальция высокого давления (CaSiO3) был идентифицирован как природный минерал из нижней мантии Земли, сообщают исследователи.
Недавно обнаруженное кристаллическое соединение, названное авторами давемаоитом, было обнаружено в ловушке в виде включения внутри глубокоземного алмаза, который образовался при высоком давлении и температуре на глубине более 660 километров под поверхностью Земли.
Давемаоит был назван в честь Хо-гвана (Дэйва) Мао - выдающегося экспериментального геофизика высокого давления - и подтвержден Международной минералогической ассоциацией как новый минерал. По данным Оливера Чаунера и его коллег, перовскит силиката кальция (CaSiO3) является одним из наиболее геохимически важных минералов в нижней мантии, в основном потому, что он концентрирует несовместимые элементы в верхней мантии, включая редкоземельные элементы и радиоактивные изотопы, которые вносят важный вклад в нагрев мантии Земли.
Хотя теоретически это предполагалось на протяжении десятилетий, на сегодняшний день никому еще не удалось успешно извлечь силикат фазы высокого давления из нижней мантии Земли, в основном потому, что он не может сохранить свою минералогическую структуру после удаления из окружающей среды с высоким давлением и высокой температурой. Единственный другой силикатный минерал с высоким давлением, подтвержденный в природе, бриджманит, был обнаружен внутри сильно разрушенного метеорита.
В этом исследовании Тшаунер и другие идентифицировали и охарактеризовали включение давемаита в глубинном алмазе с помощью синхротронной дифракции рентгеновских лучей. Они показывают его способность содержать самые разные элементы в своей структуре, включая калий, торий и уран - три основных элемента, выделяющих тепло. Полученные данные подтверждают существование неоднородности состава в нижней мантии и, учитывая общую распространенность минерала, позволяют предположить, что давемаоит, вероятно, влияет на тепловыделение в глубокой мантии.
«Работа Чаунера. и другие внушает надежду на открытие других сложных фаз высокого давления в природе либо путем тщательного по области применения в алмазах глубокого происхождения или в сильно сотрясенных метеоритах», — пишет Инвэй Фэй в соответствующей статье. «Такой прямой отбор проб из недоступной нижней мантии восполнил бы пробел в наших знаниях о химическом составе и неоднородности всей мантии нашей планеты».
Для журналистов, интересующихся тенденциями, несколько прошедших Наука публикации, содержащие работы Оливера Чаунера и других, представили результаты, связанные с минералами нижней мантии, в том числе Ноябрьский отчет 2014 в котором описывается обнаружение «бриджманита» в метеорите, подвергающемся сотрясению - единственном другом минерале высокого давления, подтвержденном в природе.
Также Отчет Чаунера за март 2018 г. и другие использовали глубинные алмазы, чтобы обнаружить включения льда-VII - кубической кристаллической формы льда, которая образуется, когда водная вода улавливается и подвергается чрезвычайно высокому давлению.
Для получения дополнительной информации об этом исследовании см. Первый в истории внутренний минерал Земли, обнаруженный в природе - его здесь не должно быть.
Ссылка: «Открытие давемаоитов, CaSiO.3-перовскит, как минерал из нижней мантии »Оливер Чаунер, Шичун Хуанг, Шуин Ян, Мунир Хумаюн, Венджун Лю, Стефани Н. Гилберт Кордер, Ханс А. Бехтель, Джон Тишлер и Джордж Р. Россман, 11 ноября 2021 г., Наука.
DOI: 10.1126 / science.abl8568
