تم العثور على الكريستال المراوغ منذ عقود محاصرًا في الماس من أعماق الأرض

إدراج CaSiO3 من الماس الذي تم تحليله في 2018. (نيستر كوروليف / جامعة كولومبيا البريطانية)

بينما تستمر البشرية في الوصول أكثر فأكثر نحو النجوم ، يظل المكان الأقرب إلى الوطن بعيدًا تمامًا عن الوصول إلينا.

هناك فقط حتى الآن يمكننا الوصول إلى الأرض ، مما يعني أن أفضل ما يمكننا فعله هو التكهن بما يشكل الكثير من كوكبنا في الأعماق تحت أقدامنا.

لكن بين الحين والآخر ، يسعل الكوكب نفسه ماسًا معيبًا ابتلع عينات صغيرة من بعض المعادن الأكثر غرابة في عالمنا.

الآن ، ولأول مرة على الإطلاق ، قامت إحدى كبسولات الماس هذه بنقل معدن سيليكات الكالسيوم الموجود بشكل طبيعي من الأرض الوشاح السفلي (التي تشكل أكثر من نصف حجم كوكبنا) ، ولا تزال محفوظة في شكلها عالي الضغط - على الرغم من رحلتها الملحمية التي تزيد عن 660 كيلومترًا (410 أميال) من تحت السطح.

يوضح عالم الكيمياء الجيولوجية ينغوي فاي من معهد كارنيجي للعلوم في تعليق على البحث الجديد ، الذي ورد في علوم .

أطلق عليه عالم المعادن في جامعة نيفادا أوليفر تشونر وزملاؤه اسم davemaoite ، سيليكات الكالسيوم (CaSiO3) بيروفسكايت يؤكد نظريات عمرها 50 عامًا عن وجودها.

توجد سيليكات الكالسيوم بشكل طبيعي في تراكيب مختلفة. ولاستونيت هو الهيكل المشترك الذي ينشئه هذا الفريق من العناصر عندما يتجمع معًا في ضغط منخفض نسبيًا. أشكال ولاستونيت شقي تحت ضغط متوسط ​​- وهو ثاني أكثر الإدماج وفرة وجدت في أعماق الأرض.

لكن النظرية تشير إلى وجود طريقة أخرى قد يتشكل بها البرايت .

تحت مستويات الضغط الموجودة في الوشاح السفلي للأرض ، بعمق 660 إلى 2700 كيلومتر ، ترتب هذه الذرات نفسها في بنية البيروفسكايت المكعبة. عادة ما يعود هذا إلى شكل آخر بمجرد تخفيف الضغط ، والذي قد يكون أيضًا كيف ظهر بعض البريت الذي يحمله الماس.

يعود CaSiO3 الاصطناعي إلى الزجاج بمجرد تخفيف ضغط الليزر المكثف المستخدم في تكوينه.

بلورة 'علبة القمامة' هذه هي ما يجعل دافيماويت ذا أهمية جيوكيميائية. الشكل والضغط اللذان يخلقانه ، يجبران معًا العناصر التي لا توجد عادة في شركة بعضنا البعض. وهذا يشمل الثوريوم واليورانيوم المولدين للحرارة ، مع فترات نصف عمر أطول من التاريخ الجيولوجي الكامل للأرض.

تشير ملاحظاتنا إلى أن davemaoite يحتوي أيضًا على البوتاسيوم بالإضافة إلى اليورانيوم والثوريوم في هيكله ، تشونر وفريقه اكتب ، شرح هذا يعني أن وفرة davemaoite تؤثر على مقدار الحرارة في الوشاح العميق.

في المقابل ، تحدد حرارته وتوزيعه كيفية إعادة تدوير القشرة العميقة للأرض ، حيث تنشأ الانحرافات الحرارية ، وحالة الصهارة الموجودة في قاعدة وشاح الأرض.

كان هناك نوع من CaSiO3-perovskite سابقًااكتشف في 2018، وعلى الرغم من أنه كان مرشحًا مثيرًا ، إلا أن خصائصه لم تكن كافية تمامًا. يقترح الباحثون أن هيكلها الحالي ربما يكون قد تم تشكيله إلى الوراء - أي أثناء رفعه بدلاً من تشكيله الأولي.

تم التأكد من أن هذه العينة التي تم تحليلها حديثًا ، والتي حوصرت بواسطة ماس تم العثور عليه في منجم أورابا ، بوتسوانا ، لديها الهيكل المتوقع من خلال حيود الأشعة السينية السنكروترون .

مطياف الكتلة بالليزر كشفت أن ما يقرب من نصف الكالسيوم في davemaoite قد تم استبداله بعناصر أخرى - معظمها من البوتاسيوم. يشك Tschauner وفريقه في أن هذا ربما ساعد في الحفاظ على هيكلها إلى جانب الضغط المتبقي الذي لا يزال موجودًا في الماس.

يجادلون بأن المستويات المنخفضة من التيتانيوم والمستويات العالية من البوتاسيوم تشير إلى أنها تشكلت بالفعل داخل الأعماق الحارة والضغطية للوشاح السفلي للأرض.

تم الاعتراف رسميًا بـ Davemaoite كمعدن طبيعي جديد من قبل لجنة المعادن الجديدة ، والتسمية ، والتصنيف من الرابطة الدولية للمعادن.

تم نشر هذا البحث في علوم .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.