Відкриття внутрішнього земного мінералу, давемаоїту (CaSiO3-перовскіт) на поверхні Землі

The mineral Davemaoite (CaSiO3-perovskite, the third most abundant mineral in lower mantle layer of Земля interior) has been discovered on the surface of the Земля for the first time. It was found trapped inside a diamond. Perovskite is found naturally ONLY in lower mantle layer of the interior of the Земля under extremely high temperature and pressure conditions. This first-ever discovery of interior земля mineral in nature is important to geology for better understanding of dynamics of deep Земля.  

Перовскіт — мінерал, що складається з оксиду кальцію-титану (CaTiO₃). Будь-який інший мінерал, що має подібну кристалічну структуру, називається перовскітом. Це робить перовскіт класом сполук, які мають такий же тип кристалічної структури, що і CaTiO₃ (структура перовскіту).    

Кальцій-силікатний перовскіт (CaSiO₃-перовскіт або CaPv) є важливим мінералом, оскільки він є третім за поширеністю мінералом¹ (7% за об'ємом) у нижньому шарі мантії с Земля interior and plays a significant role in the heat dynamics of Земля interior. To put things in perspective, of the three layers of Земля, the mantle layer, between dense super-heated core and thin outer crust layer, makes up 84% of Земля total volume while the lower mantle layer alone comprises 55 percent of the Земля and extends from 670 and 2900 km in depth. The below table gives a snapshot view of place of perovskite in Земля інтер’єр.  

Таблиця: Місце багатого перовскітом шару в надрах Землі  

Perovskites along with other minerals in the mantle layer play a key role in the dynamics of deep земля involving heat transfer from core towards surface, called mantle convection. Despite its abundance and importance, perovskite has never been retrieved from the lower mantle layer, because it loses its structure on being removed from its high-pressure conditions.  

Researchers have now reported відкриття of calcium silicate perovskite as a diamond inclusion in a natural sample. The diamond was found in Orapa mine, Botswana decades ago and was purchased by a mineralogist of USA in 1987. The team of researchers had been studying the diamond for few years for any entrapped deep-Земля мінеральна.  

Дослідницька група під керівництвом Олівера Чаунера використовувала синхротронну рентгенівську дифракцію для вивчення внутрішньої структури нескінченно малих темних цяток в алмазі, який, як вважають, є перовскітом з нижнього шару мантії, і змогла знайти остаточні докази структурно збереженого кубічного CaSiO3-перовскіту. там².  

Further structural and chemical studies indicated that the mineral had large amounts of trapped potassium implying that this perovskite could host three of the major heat-producing elements (uranium and thorium were previously known) which influence heat generation in Земля interior. They named the mineral “davemaoite” (after geophysicist Ho-kwang “Dave” Mao) which was approved as a new natural mineral. The researchers think that the mineral may have originated from lower mantle layer between 650 and 900 km deep below the Earth’s surface ^3,4. 

Як не дивно, CaSiO₃ perovskite was reported to be discovered in a deep-Earth diamond from South Africa in 2018 however the research team had not claimed official discoveryhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ of a new mineral ⁵. 

Це відкриття, у поєднанні з подальшими відкриттями нових мінералів у майбутньому, повинно збагатити розуміння еволюції мантії Землі.  

***

Список використаної літератури:  

1. Чжан З., та ін 2021. Теплопровідність CaSiO₃ перовскіт в умовах нижньої мантії. Physical Review B. Том 104, випуск 18 – 1. Опубліковано 4 листопада 2021 р. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Фей, Ю. 2021. Перовскіт, отриманий з нижньої мантії, наук. Опубліковано 11 листопада 2021 р. Том 374, випуск 6569 с. 820-821. Наука (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Чаунер, О. та ін. Відкриття давемаоїту, CaSiO3-перовскіту, як мінералу з нижньої мантії. наук. 11 листопада 2021 р. Том 374, випуск 6569 с. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. Університет Невади 2021. Новини – Коротко про дослідження: в природі виявлено вперше внутрішній земний мінерал. [Опубліковано 15 листопада 2021 року. Доступно в Інтернеті за адресою https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Нестола Ф., Корольов Н., Копилова М. та ін. Перовскіт CaSiO3 в алмазі вказує на переробку океанічної кори в нижню мантію. Природа 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***