Objev vnitřního zemského minerálu, Davemaoite (CaSiO3-perovskit) na zemském povrchu

Minerál Davemaoit (CaSiO3-perovskit, třetí nejhojnější minerál ve spodní vrstvě pláště Země interiér) byl objeven na povrchu Země poprvé. Bylo nalezeno uvězněné uvnitř diamantu. Perovskit se přirozeně vyskytuje POUZE ve spodní plášťové vrstvě vnitřku Země za extrémně vysokých teplotních a tlakových podmínek. Tento vůbec první objev interiéru Země minerál v přírodě je důležitý pro geologii pro lepší pochopení dynamiky hlubin Země.  

Perovskit je minerál skládající se z oxidu vápenatého a titaničitého (CaTiO₃). Jakýkoli jiný minerál s podobnou krystalovou strukturou se nazývá perovskit. Díky tomu je perovskit třídou sloučenin, které mají stejný typ krystalové struktury jako CaTiO₃ (perovskitová struktura).    

Kalcium-silikátový perovskit (CaSiO₃-perovskit nebo CaPv) je důležitý minerál, protože je třetím nejrozšířenějším minerálem¹ (7 % obj.) ve spodní plášťové vrstvě Země interiéru a hraje významnou roli v tepelné dynamice Země interiér. Abych uvedl věci na pravou míru, ze tří vrstev Země, plášťová vrstva mezi hustým přehřátým jádrem a tenkou vnější vrstvou kůry tvoří 84 % Země celkový objem, zatímco samotná spodní vrstva pláště tvoří 55 procent objemu Země a sahá do hloubky 670 a 2900 km. Níže uvedená tabulka poskytuje náhled místa výskytu perovskitu Země interiér.  

Tabulka: Místo vrstvy bohaté na perovskit v nitru Země  

Perovskity spolu s dalšími minerály ve vrstvě pláště hrají klíčovou roli v dynamice hlubin Země zahrnující přenos tepla z jádra směrem k povrchu, nazývaný plášťová konvekce. Navzdory jeho hojnosti a důležitosti nebyl perovskit nikdy získán ze spodní vrstvy pláště, protože při vyjmutí z vysokotlakých podmínek ztrácí svou strukturu.  

Nyní o tom informovali vědci objev perovskitu křemičitanu vápenatého jako diamantové inkluze v přírodním vzorku. Diamant byl nalezen v dole Orapa v Botswaně před desítkami let a byl koupen mineralogem z USA v roce 1987. Tým výzkumníků studoval diamant několik let na případné zachycené hlubiny.Země minerální.  

Výzkumný tým vedený Oliverem Tschaunerem použil synchrotronovou rentgenovou difrakci ke studiu vnitřní struktury nekonečně malých tmavých skvrn v diamantu považovaném za perovskit ze spodní vrstvy pláště a byl schopen najít definitivní důkazy strukturně zachovaného kubického CaSiO3-perovskitu. tam².  

Další strukturální a chemické studie ukázaly, že minerál měl velké množství zachyceného draslíku, což naznačuje, že tento perovskit může obsahovat tři hlavní prvky produkující teplo (dříve byly známy uran a thorium), které ovlivňují tvorbu tepla v Země interiér. Minerál pojmenovali „davemaoit“ (po geofyzikovi Ho-kwang „Dave“ Mao), který byl schválen jako nový přírodní minerál. Vědci se domnívají, že minerál mohl pocházet ze spodní vrstvy pláště mezi 650 a 900 km hluboko pod zemským povrchem. ^3,4. 

Překvapivě CaSiO₃ perovskit byl údajně objeven v hlubinném diamantu z Jižní Afriky v roce 2018, ale výzkumný tým netvrdil, že je oficiální discoveryhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ nového minerálu ⁵. 

Tento objev, ve spojení s dalšími objevy dalších minerálů v budoucnosti, by měl obohatit pochopení vývoje zemského pláště.  

***

Reference:  

1. Zhang Z., et al 2021. Tepelná vodivost CaSiO₃ perovskitu v podmínkách nižšího pláště. Physical Review B. Volume 104, Issue 18 – 1. Publikováno 4. listopadu 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Fei, Y. 2021. Perovskit získaný ze spodního pláště, Science. Publikováno 11. listopadu 2021. Vol 374, Issue 6569 s. 820-821. Věda (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Tschauner, O. et al. Objev davemaoitu, CaSiO3-perovskitu, jako minerálu ze spodního pláště. Věda. 11. listopadu 2021. svazek 374, vydání 6569, str. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. University of Nevada 2021. Novinky – Výzkum ve zkratce: Vůbec první vnitřní zemský minerál objevený v přírodě. [Publikováno 15. listopadu 2021. Dostupné online na https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Nestola, F., Korolev, N., Kopylová, M. et al. Perovskit CaSiO3 v diamantu ukazuje na recyklaci oceánské kůry do spodního pláště. Příroda 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***