Első ízben azonosítottak természetben előforduló nagy nyomású kalcium-szilikát perkovszkit (CaSiO3) ásványt a Föld alsóbb köpenyéből, jelentették tegnap a kutatók az American Association for the Advancement of Science magazinban.

Az újonnan felfedezett kristályos vegyületet, melynek a szerzők a davemaoite nevez adták, egy a Föld mélyéből származó gyémánt zárványaként fedezték fel, amely nagy nyomáson és hőmérsékleten jött létre több mint 660 kilométerre a Föld felszíne alatt.

Az ásványt a Carnegie Institution for Science intézet prominens geofizikusa, Ho-kvang (Dave) Mao tiszteletére nevezték el, és az International Mineralogical Association megerősítette, hogy új ásvány. Oliver Tschauner a Nevada Egyetem földtudományi kutató professzora és kollégái szerint, a davemaoite geokémiailag legfontosabb ásványok egyike az alsóbb köpenyben főleg, mert olyan elemeket koncentrál, amik inkompatibilisek a felső köpenyben, beleértve a ritkaföldfémeket is és a radioaktív izotópokat, amik a Föld köpenyének hőjéhez nagyban hozzájárulnak.


Bár évtizedek óta elmélkednek róla, mostanáig senkinek sem sikerült sikeresen kinyernie egy nagynyomás fázisban lévú szilikátot a Föld alsó köpenyéből, főleg, mert nem tartják meg a ásványtani struktúrájukat miután elmozdították a nagynyomású, nagy hőmérsékletű környezetből, de a  kemény gyémánt megőrizte a sruktúrát

a hosszú út alatt, míg a bányából előkerült, ami  valószínűleg 100 millió-1.5 billió évbe telt.
Ezen kívül az egyetlen nagynyomású fázisú lévő szilikát ásvány, amit a természetben visszaigazoltak a bridgmanite, amit egy nagyon sokkolt meteoritban találtak. Ebben a tanulmányban a gyémántban lévő davemaoite zárványt Tshauner és kollégái szinkrotron röntgen diffrakcióval azonosították és jellemezték.

Egy davemaoite kristályokat tartalmazó gyémánt.Forrás: https://www.newscientist.com/article/2296899-new-mineral-davemaoite-discovered-inside-a-diamond-from-earths-mantle/


A kutatók megmutatják, hogy a davemaoite szerkezetében sokféle elemet képes befogadni, beleértve a három fő hőtermelő elemet, a káliumot, a tóriumot és az urániumot. A felfedezés alátámasztja az alsó köpenyben lévő kompozíciós heterogenitás létezését és, mivel az ásvány általánosan jelen van azt sugallják, hogy a davemaoite valószínűleg hatással van a hőtermelésre a mély köpenyben. 

Az Föld mélyéből származó ősi gyémántot Botswanaban találták. Az ásvány unikális ablakot nyit a Föld mélyének kémiájába. Az eddig soha nem látott ásvány alkotja az alsó fölköpeny 5 %-át.
Az eredetileg a Botswana Orapa városában lévő bányából kiásott gyémánt körülbelül 4 mm széles és 81 mg. Egy árus adta el 1987-ben egy a California Institute of Technology tudósának, aki tanulmányozta a gyémántot, de sem az eladónak, sem a tudósnak fogalma sem volt róla milyen különlegesség birtokában vannak. A gyémántot, amely most Los Angelesben a Természettudományi Múzeumban van, nemrégiben analizálta Oliver Tschauner, aki a szupermélységű gyémántokat keresi, hogy a Föld mélyét megismerje. A legtöbb gyémánt 120-150 kilométerre a föld alatt képződik, de a szupermélységű variációk a Föld alsó köpenyében jönnek létre, amely a felszín alatt 660 km-re kezdődik.

Amikor Tschauner és kollégái röntgennel megvizsgálták a gyémántot, felfedezték benne a zárványt. Lézerrel elvágták a gyémántot és kivonták a benne lévő kristályokat, aztán tömegspektométerrel megvizsgálták miből állnak. Kiderült, hogy a kalcium-szilikát egy formája, amiről elvileg tudták, hogy a Föld alsó köpenyében létezik, de sose figyelék meg. A molekulák egy bizonyos kocka elrendeződést, az úgynevezett perkovszkit struktúrát veszenek fel.

Maya Kopylova gyémántokat használ a Föld mélyének tanulmányozásához. Csak a gyémánt tud ilyen anyagokat a felszínre hozni. Csak a gyémánt olyan erős, hogy kiállja felszínre kerüléssel járó nagy nyomást. A fúrás és a geofizikai távérzékelés nem nyújt olyan információkat, mint a gyémánt zárványok.Forrás: https://www.facebook.com/ubceoas/photos/a.1146854712117828/1179236452212987/?type=3&theater

 

Amikor feltörték a gyémántot a davemaoit körülbelül 1 másodpercig maradt ép, aztán kitágult és meggörbült a mikroszkóp alatt és üveggé vált.

A davemaoiteban találtak  káliumot és nátriumot is, ami meglepő, mert úgy vélik, ezek főleg a Föld kérgében vannak jelen és nem a mélyen a köpenyben. Ez atr mutatja, hogy a felszíni anyagok újrahasznosulnak a köpenyben.

A kutatók folytatják a szupermély gyémántok kutatását, abban a reményben, hgy találnak több elrejtett ásványt. Ez nehéz folyamat, mert nem egyszerű megkülönböztetni melyik gyémént származik a feszínről és melyik a mélyből és nincs rá mód, hogy tudják, hol találhatóak a variációk. Nem tudják hol keressenek.

(Forrás: American Association fot the Advance of Science, New Scientist)