QUẢNG CÁO

Khám phá Khoáng chất bên trong Trái đất, Davemaoite (CaSiO3-perovskite) trên bề mặt Trái đất

Khoáng chất Davemaoite (CaSiO3-perovskite, khoáng chất phong phú thứ ba trong lớp manti thấp của bên trong Trái đất) đã được phát hiện lần đầu tiên trên bề mặt Trái đất. Nó được tìm thấy bị mắc kẹt bên trong một viên kim cương. Perovskite CHỈ được tìm thấy trong tự nhiên ở lớp manti thấp hơn bên trong Trái Đất trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao. Khám phá đầu tiên về khoáng chất đất bên trong tự nhiên này có ý nghĩa quan trọng đối với địa chất để hiểu rõ hơn về động lực học của Trái đất sâu.  

Perovskite là một khoáng chất bao gồm oxit titan canxi (CaTiO3). Bất kỳ khoáng chất nào khác có cấu trúc tinh thể tương tự được gọi là perovskite. Điều này làm cho perovskite trở thành một loại hợp chất có cùng kiểu cấu trúc tinh thể với CaTiO3 (cấu trúc perovskite).    

Canxi-silicat perovskite (CaSiO3-perovskite hoặc CaPv) là một khoáng chất quan trọng vì nó là khoáng chất phong phú thứ ba1 (7% thể tích) ở lớp manti dưới của Trái đấtbên trong và đóng một vai trò quan trọng trong động lực nhiệt của Trái đấtcủa nội thất. Để mọi thứ theo quan điểm, trong ba lớp của Trái đất, lớp manti, giữa lõi siêu nóng dày đặc và lớp vỏ mỏng bên ngoài, chiếm 84% tổng thể tích Trái đất trong khi chỉ riêng lớp manti dưới đã chiếm 55% Trái đất và kéo dài từ độ sâu 670 đến 2900 km. Bảng dưới đây cung cấp một cái nhìn nhanh về vị trí của perovskite trong nội địa Trái đất.  

Bảng: Vị trí của lớp giàu perovskite trong nội địa Trái đất  

Perovskites cùng với các khoáng chất khác trong lớp manti đóng một vai trò quan trọng trong động lực học của lòng đất sâu liên quan đến sự truyền nhiệt từ lõi tới bề mặt, được gọi là đối lưu lớp phủ. Bất chấp sự phong phú và tầm quan trọng của nó, perovskite chưa bao giờ được lấy ra từ lớp manti dưới, vì nó mất cấu trúc khi bị loại bỏ khỏi điều kiện áp suất cao.  

Các nhà nghiên cứu hiện đã báo cáo việc phát hiện ra perovskite canxi silicat như một viên kim cương có trong mẫu tự nhiên. Viên kim cương được tìm thấy ở mỏ Orapa, Botswana cách đây nhiều thập kỷ và được một nhà khoáng vật học của Hoa Kỳ mua vào năm 1987. Nhóm các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu viên kim cương này trong vài năm để tìm bất kỳ loại khoáng chất nằm sâu trong lòng đất nào.  

Nhóm nghiên cứu do Oliver Tschauner đứng đầu đã sử dụng nhiễu xạ tia x synctron để nghiên cứu cấu trúc bên trong của các đốm tối cực nhỏ trong một viên kim cương được cho là perovskite từ lớp manti dưới và có thể tìm thấy bằng chứng chắc chắn về cấu trúc khối CaSiO3-perovskite được bảo tồn. ở đó2.  

Các nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và hóa học chỉ ra rằng khoáng chất này có một lượng lớn kali bị mắc kẹt, ngụ ý rằng perovskite này có thể chứa ba trong số các nguyên tố sinh nhiệt chính (uranium và thorium đã được biết đến trước đây) ảnh hưởng đến quá trình sinh nhiệt bên trong Trái đất. Họ đặt tên cho loại khoáng chất này là "davemaoite" (theo tên của nhà địa vật lý Ho-kwang "Dave" Mao), nó đã được phê duyệt là một loại khoáng chất tự nhiên mới. Các nhà nghiên cứu cho rằng khoáng chất này có thể có nguồn gốc từ lớp manti thấp hơn sâu từ 650 đến 900 km dưới bề mặt Trái đất 3,4

Đáng ngạc nhiên, CaSiO3 perovskite đã được báo cáo là được phát hiện trong một viên kim cương ở lòng đất sâu từ Nam Phi vào năm 2018, tuy nhiên nhóm nghiên cứu chưa tuyên bố chính thức phát hiện ra một loại khoáng chất mới 5

Khám phá này, cùng với những khám phá thêm về nhiều khoáng chất trong tương lai, sẽ làm phong phú thêm sự hiểu biết về sự tiến hóa của lớp phủ Trái đất.  

***

Tài liệu tham khảo:  

  1. Trương Z., et al 2021. Tính dẫn nhiệt của CaSiO3 perovskite ở điều kiện lớp phủ thấp hơn. Ôn tập Vật lý B. Tập 104, Số 18 - 1. Xuất bản ngày 4 tháng 2021 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 
  1. Fei, Y. 2021. Perovskite được truy xuất từ ​​lớp phủ dưới, Science. Xuất bản ngày 11 tháng 2021 năm 374. Tập 6569, Số 820 trang 821-2021. Khoa học (XNUMX). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 
  1. Tschauner, Ô. et al. Phát hiện davemaoite, CaSiO3-perovskite, như một khoáng chất từ ​​lớp phủ dưới. Khoa học. Ngày 11 tháng 2021 năm 374. Tập 6569, Số 891 trang 894-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 
  1. Đại học Nevada 2021. Tin tức - Nghiên cứu tóm tắt: Khoáng chất Trái đất bên trong đầu tiên được phát hiện trong tự nhiên. [Đăng ngày 15 tháng 2021 năm XNUMX. Có sẵn trực tuyến tại https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  
  1. Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. et al. CaSiO3 perovskite trong kim cương chỉ ra sự tái sinh của lớp vỏ đại dương vào lớp phủ bên dưới. Nature 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Bùng phát COVID-19: Dự luật được giới thiệu tại Quốc hội Hoa Kỳ để kiểm tra email của Anthony Fauci

Dự luật HR2316 - Đạo luật Fire Fauci1 đã được giới thiệu ...

Thuốc chủng ngừa dạng xịt mũi cho COVID-19

Tất cả các vắc xin COVID-19 đã được phê duyệt cho đến nay đều được sử dụng trong ...

Ủy ban Nobel đã sai lầm khi KHÔNG trao giải Nobel cho Rosalind Franklin cho ...

Cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA lần đầu tiên được phát hiện và ...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi