Открытие недр Земли, Давемаоита (CaSiO3-перовскита) на поверхности Земли

Минерал Давемаоит (CaSiO3-перовскит, третий по распространенности минерал в нижнем мантийном слое Земли интерьер) был обнаружен на поверхности Земля в первый раз. Его нашли внутри алмаза. Перовскит встречается в природе ТОЛЬКО в нижнем мантийном слое недр Земля в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений. Это первое в истории открытие интерьера земля Минерал в природе важен для геологии для лучшего понимания динамики глубинных Земля.  

Перовскит - это минерал, состоящий из оксида кальция и титана (CaTiO₃). Любой другой минерал, имеющий подобную кристаллическую структуру, называется перовскитом. Это делает перовскит классом соединений, которые имеют тот же тип кристаллической структуры, что и CaTiO.₃ (структура перовскита).    

Кальций-силикатный перовскит (CaSiO₃-перовскит или CaPv) является важным минералом, потому что это третий по распространенности минерал¹ (7% по объему) в нижнем слое мантии Земли внутри помещения и играет значительную роль в тепловой динамике Земли интерьер. Чтобы представить ситуацию в перспективе, из трех слоев Земля, слой мантии, между плотным перегретым ядром и тонким слоем внешней коры, составляет 84% Земли общего объема, в то время как только нижний слой мантии составляет 55 процентов Земля и простирается на глубину от 670 до 2900 км. В таблице ниже представлен снимок места перовскита в Земли интерьер.  

Таблица: Место богатого перовскитом слоя в недрах Земли  

Перовскиты наряду с другими минералами мантийного слоя играют ключевую роль в динамике глубинных земля включая передачу тепла от ядра к поверхности, называемую мантийной конвекцией. Несмотря на свое обилие и важность, перовскит никогда не извлекался из нижнего слоя мантии, поскольку он теряет свою структуру при удалении из условий высокого давления.  

Теперь исследователи сообщили открытие перовскита силиката кальция как алмазного включения в природном образце. Алмаз был найден на руднике Орапа в Ботсване несколько десятилетий назад и приобретен минералогом из США в 1987 году.Земля минеральная.  

Исследовательская группа во главе с Оливером Чаунером использовала синхротронную дифракцию рентгеновских лучей для изучения внутренней структуры бесконечно маленьких темных пятнышек в алмазе, который, как считается, является перовскитом из нижнего слоя мантии, и смогла найти убедительные доказательства структурно сохранившейся кубической CaSiO3-перовскита. там².  

Дальнейшие структурные и химические исследования показали, что минерал содержит большое количество захваченного калия, а это означает, что этот перовскит может содержать три основных тепловыделяющих элемента (ранее были известны уран и торий), которые влияют на выделение тепла в Земли интерьер. Они назвали минерал «давемаоит» (в честь геофизика Хо-кванга «Дэйва» Мао), который был признан новым природным минералом. Исследователи полагают, что минерал мог возникнуть из нижнего слоя мантии на глубине от 650 до 900 км под поверхностью Земли. ^3,4. 

Удивительно, но CaSiO₃ Сообщалось, что перовскит был обнаружен в глубоководном алмазе из Южной Африки в 2018 году, однако исследовательская группа не заявляла официальных заявлений. открытие https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ нового минерала ⁵. 

Это открытие, в сочетании с дальнейшими открытиями большего количества минералов в будущем, должно обогатить понимание эволюции мантии Земли.  

Ссылки:  

1. Чжан З., и др. 2021. Теплопроводность CaSiO.₃ перовскит в условиях нижней мантии. Physical Review B. Том 104, выпуск 18–1. Опубликован 4 ноября 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Фэй, Ю. 2021. Извлечение перовскита из нижней мантии // Наука. Опубликовано 11 ноября 2021 г. Том 374, выпуск 6569, стр. 820-821. Наука (2021 г.). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Чаунер, О. и др.. Открытие давемаита CaSiO3-перовскита как минерала из нижней мантии. Наука. 11 ноября 2021 г. Том 374, выпуск 6569, стр. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. Университет Невады 2021. Новости - Краткое исследование: первый в истории внутренний минерал Земли обнаружен в природе. [Опубликовано 15 ноября 2021 г. Доступно в Интернете по адресу https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Нестола Ф., Королев Н., Копылова М. и др.. Перовскит CaSiO3 в алмазе указывает на рециклинг океанической коры в нижнюю мантию. Nature 555. С. 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972