За високих температур вчені змогли відтворити умови, як у нижній мантії Землі.
Кора, верхня та нижня мантія, ядро – це частини, з яких складається планета Земля. Подивитися на ці верстви не так просто. І це не схоже на наявний поперечний переріз планети, який можуть легко вивчити всі.
Вчені тепер вважають, що знайшли новий мінерал. Він знаходить у нижній мантії. Це частка, яка становить 55% від загального обсягу нашої планети, пише видання Science Alert.
Сьогодні науці відомі 3 основні мінерали цього шару. Це бріджманіт, феропериклаз і давемаоіт. Але можливо є ще один. Вчених бентежило важливе питання. Бріджманіт і давемаоіт мали зливатися при високих температурах завдяки подібним кристалічним структурам.
Але експерименти не давали такого результату.
"Чому давемаоіт і бріджманіт не зливаються в одне ціле, незважаючи на те, що у них дуже схожі структури в атомному масштабі? Це питання захоплювало дослідників протягом двох десятиліть", — каже геофізик Ден (Санг-Хен) Шим з Університету Арізона.
Він зазначив, що завжди під час експериментів отримували 2 окремі мінерали. Тому вирішили знайти нові ідеї. У такий спосіб, за допомогою серії експериментів з нагрівання мінералів під високим тиском моделювали умови в нижній мантії. Температури підвищували дуже швидко – 1650-1925 градусів за Цельсієм, якої досягали менш ніж за секунду. Потім рівень сягав 2800 градусів.
В експерименті за невеликими нагрітими зразками спостерігали за допомогою рентгенівського зображення. Так виявили, що за температур близько 2000 градусів за Цельсієм утворюється єдиний мінерал – перовськіт.
Ця комбінація давемаоіту та бріджманіту вказує на те, що глибша частина нижньої мантії має іншу мінеральну суміш, ніж частина вище. Це зумовлено вищою температурою та тиском. У створенні нового мінералу, ймовірно, велику роль грає залізо.
"Вважається, що велика різниця в розмірах між кальцієм і магнієм, основними катіонами давемаоіту та бріджманіту, відповідно, повинна перешкоджати злиттю цих двох мінералів. Але наше дослідження показує, що вони можуть подолати таку різницю в гарячому середовищі", — каже мінералог Бенкван Ко з Мічиганського державного університету.
Раніше мантія Землі була набагато гарячішою, ніж сьогодні. Тому злиття мінералів перовськіту було найпоширенішим. Згодом геологія змінилася. Висновки вчених збігаються з попередніми дослідженнями. Передбачалося, що характеристики нижньої мантії змінюються з її зануренням униз.
"Наше відкриття вимагає перегляду моделей глибинної мантії мінералогії та вплине на наше розуміння складу, структури, динаміки та еволюції регіону", — пишуть дослідники у своїй опублікованій статті.
Нагадаємо, раніше Фокус писав про вплив гравітації на Землі. Зокрема, вчені з'ясували, що вона, як і раніше, формує геологічні структури нашої планети.