Otkriće unutrašnjeg zemaljskog minerala, davemaoita (CaSiO3-perovskita) na površini Zemlje

Mineral Davemaoit (CaSiO3-perovskit, treći najzastupljeniji mineral u donjem sloju plašta Zemljine unutrašnjosti) otkrivena je na površini Zemlja prvi put. Pronađen je zarobljen unutar dijamanta. Perovskit se prirodno nalazi SAMO u donjem sloju plašta u unutrašnjosti Zemlja u uvjetima ekstremno visoke temperature i tlaka. Ovo je prvo otkriće unutrašnjosti Zemlja mineral u prirodi važan je za geologiju za bolje razumijevanje dinamike dubina Zemlja.  

Perovskit je mineral koji se sastoji od kalcijevog titan oksida (CaTiO₃). Svaki drugi mineral koji ima sličnu kristalnu strukturu naziva se perovskit. To čini perovskit klasom spojeva koji imaju isti tip kristalne strukture kao CaTiO₃ (struktura perovskita).    

Kalcij-silikatni perovskit (CaSiO₃-perovskit ili CaPv) je važan mineral jer je treći najzastupljeniji mineral¹ (7% volumena) u donjem sloju plašta Zemljine unutrašnjosti i igra značajnu ulogu u dinamici topline Zemljine interijer. Da stvari stavim u perspektivu, triju slojeva Zemlja, sloj plašta, između guste pregrijane jezgre i tankog vanjskog sloja kore, čini 84% Zemljine ukupnog volumena, dok sam donji sloj plašta čini 55 posto Zemlja a proteže se od 670 do 2900 km dubine. Donja tablica daje brzi prikaz mjesta perovskita u Zemljine Unutrašnjost.  

Tablica: Mjesto sloja bogatog perovskitom u unutrašnjosti Zemlje  

Perovskiti zajedno s drugim mineralima u sloju plašta igraju ključnu ulogu u dinamici dubine Zemlja koji uključuje prijenos topline iz jezgre prema površini, a naziva se konvekcijom u plaštu. Unatoč obilju i važnosti, perovskit nikada nije izvađen iz donjeg sloja plašta, jer gubi svoju strukturu nakon uklanjanja iz uvjeta visokog tlaka.  

Istraživači su sada izvijestili otkriće kalcijevog silikatnog perovskita kao dijamantne inkluzije u prirodnom uzorku. Dijamant je pronađen u rudniku Orapa u Bocvani prije nekoliko desetljeća, a kupio ga je mineralog iz SAD-a 1987. Tim istraživača proučavao je dijamant nekoliko godina tražeći bilo kakve zarobljene dubokeZemlja mineral.  

Istraživački tim predvođen Oliverom Tschaunerom upotrijebio je sinhrotronsku difrakciju rendgenskih zraka za proučavanje unutarnje strukture beskonačno malih tamnih mrlja u dijamantu za koji se smatra da je perovskit iz donjeg sloja plašta i uspjeli su pronaći konačan dokaz strukturno očuvanog kubičnog CaSiO3-perovskita tamo².  

Daljnje strukturne i kemijske studije pokazale su da mineral ima velike količine zarobljenog kalija, što implicira da bi ovaj perovskit mogao ugostiti tri glavna elementa za proizvodnju topline (ranije su bili poznati uran i torij) koji utječu na stvaranje topline u Zemljine interijer. Nazvali su mineral "davemaoit" (po geofizičaru Ho-kwang "Dave" Mao) koji je odobren kao novi prirodni mineral. Istraživači misle da bi mineral mogao potjecati iz donjeg sloja plašta između 650 i 900 km duboko ispod Zemljine površine ^3,4. 

Iznenađujuće, CaSiO₃ Prijavljeno je da je perovskit otkriven u dijamantu duboko u Zemlji iz Južne Afrike 2018., no istraživački tim nije tvrdio službeno otkrićehttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ novog minerala ⁵. 

Ovo otkriće, zajedno s daljnjim otkrićima više minerala u budućnosti, trebalo bi obogatiti razumijevanje evolucije Zemljinog plašta.  

***

Reference:  

1. Zhang Z., dr. 2021. Toplinska vodljivost CaSiO₃ perovskit u uvjetima donjeg plašta. Physical Review B. Svezak 104, Broj 18 – 1. Objavljeno 4. studenog 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Fei, Y. 2021. Perovskit preuzet iz donjeg plašta, Znanost. Objavljeno 11. studenog 2021. Volumen 374, Broj 6569, str. 820-821. Znanost (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Tschauner, O. dr.. Otkriće davemaoita, CaSiO3-perovskita, kao minerala iz donjeg plašta. Znanost. 11. studenog 2021. Volumen 374, Broj 6569, str. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. Sveučilište Nevada 2021. Vijesti – Istraživanje ukratko: Prvi ikad otkriveni minerali iz unutrašnjosti Zemlje u prirodi. [Objavljeno 15. studenog 2021. Dostupno online na adresi https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. dr.. CaSiO3 perovskit u dijamantu ukazuje na reciklažu oceanske kore u donji plašt. Priroda 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***