Mineraali Davemaoite (CaSiO3-perovskiitti, kolmanneksi runsain mineraali alemmassa vaippakerroksessa Maan sisäpuoli) on löydetty pinnasta Maa ensimmäistä kertaa. Se löydettiin loukussa timantin sisällä. Perovskiittia esiintyy luonnollisesti VAIN sisäpuolen alemmassa vaippakerroksessa Maa erittäin korkeissa lämpötiloissa ja paineissa. Tämä on ensimmäinen sisustuslöytö maa Luonnossa esiintyvä mineraali on tärkeä geologialle syvien dynamiikan ymmärtämiseksi paremmin Maa.
Perovskiitti on mineraali, joka koostuu kalsiumtitaanioksidista (CaTiO3). Mitä tahansa muuta mineraalia, jolla on samanlainen kiderakenne, kutsutaan perovskiitiksi. Tämä tekee perovskiitista luokan yhdisteitä, joilla on samantyyppinen kiderakenne kuin CaTiO3 (perovskiittirakenne).
Kalsiumsilikaattiperovskiitti (CaSiO3-perovskiitti tai CaPv) on tärkeä mineraali, koska se on kolmanneksi yleisin mineraali1 (7 tilavuusprosenttia) alemmassa vaippakerroksessa Maan sisätiloissa ja sillä on merkittävä rooli lämpödynamiikassa Maan sisätilat. Asettaaksesi asiat perspektiiviin, kolmesta kerroksesta Maa, vaippakerros, tiheän tulikuumenneen ytimen ja ohuen ulomman kuorikerroksen välissä, muodostaa 84 % Maan kokonaistilavuus, kun taas alempi vaippakerros muodostaa yksin 55 prosenttia Maa ja ulottuu 670 ja 2900 km syvyyteen. Alla oleva taulukko antaa tilannekuvan perovskiitin paikasta Maan sisustus.
Taulukko: Perovskiittirikkaan kerroksen paikka maan sisällä
Perovskiiteilla yhdessä muiden vaippakerroksen mineraalien kanssa on keskeinen rooli syvän dynamiikassa maa johon liittyy lämmönsiirto ytimestä pintaan, jota kutsutaan vaippakonvektioksi. Runsaudesta ja tärkeydestä huolimatta perovskiittia ei ole koskaan otettu talteen alemmasta vaippakerroksesta, koska se menettää rakenteensa poistettaessa korkeapaineolosuhteista.
Tutkijat ovat nyt raportoineet löytö kalsiumsilikaattiperovskiittia timantin inkluusiona luonnollisessa näytteessä. Timantti löydettiin Orapan kaivoksesta Botswanasta vuosikymmeniä sitten, ja yhdysvaltalainen mineralogi osti sen vuonna 1987. Tutkijaryhmä oli tutkinut timanttia muutaman vuoden ajan mahdollisten loukkuun jääneiden syvälle.Maa mineraali.
Oliver Tschaunerin johtama tutkimusryhmä käytti synkrotroniröntgendiffraktiota tutkiakseen äärettömän pienten tummien pilkkujen sisäistä rakennetta timantissa, jonka uskottiin olevan perovskiitti alemmasta vaipan kerroksesta, ja onnistui löytämään lopullisia todisteita rakenteellisesti säilyneestä kuutiomaisesta CaSiO3-perovskiitista. siellä2.
Rakenteelliset ja kemialliset lisätutkimukset osoittivat, että mineraalissa oli suuria määriä loukkuun jäänyttä kaliumia, mikä viittaa siihen, että tämä perovskiitti voisi sisältää kolmea tärkeintä lämpöä tuottavaa alkuainetta (uraani ja torium tunnettiin aiemmin), jotka vaikuttavat lämmöntuotantoon Maan sisätilat. He antoivat mineraalille nimen "davemaoite" (geofyysikko Ho-kwang "Dave" Maon mukaan), joka hyväksyttiin uudeksi luonnolliseksi mineraaliksi. Tutkijat uskovat, että mineraali on saattanut syntyä alemmasta vaippakerroksesta 650-900 km syvältä maan pinnan alla. 3,4.
Yllättäen CaSiO3 Perovskiitin ilmoitettiin löytyneen Etelä-Afrikan syvästä maan timantista vuonna 2018, mutta tutkimusryhmä ei ollut väittänyt virallista löytöhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ uudesta mineraalista 5.
Tämän löydön, yhdessä uusien mineraalien löydösten kanssa tulevaisuudessa, pitäisi rikastaa ymmärrystä Maan vaipan evoluutiosta.
***
Viitteet:
- Zhang Z., et ai 2021. CaSiO:n lämmönjohtavuus3 perovskiitti alemman vaipan olosuhteissa. Physical Review B. Volume 104, Issue 18 – 1. Julkaistu 4. marraskuuta 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101
- Fei, Y. 2021. Perovskiitti haettu alavaipasta, Tiede. Julkaistu 11. marraskuuta 2021. Osa 374, numero 6569, s. 820-821. Tiede (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742
- Tschauner, O. et ai. Davemaoiitin, CaSiO3-perovskiitin, löytö mineraalina vaipan alaosasta. Tiede. 11. marraskuuta 2021. Vol. 374, numero 6569, s. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568
- University of Nevada 2021. Uutiset – Tutkimus lyhyesti: Ensimmäinen luonnosta löydetty sisämaaperäinen mineraali. [Lähetetty 15. marraskuuta 2021. Saatavilla verkossa osoitteessa https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature
- Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. et ai. CaSiO3-perovskiitti timantissa osoittaa valtameren kuoren kierrätyksen alempaan vaippaan. Nature 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972
***
