დედამიწის შიდა მინერალის, დევემაოიტის (CaSiO3-პეროვსკიტის) აღმოჩენა დედამიწის ზედაპირზე

მინერალი დავემაოიტი (CaSiO3-პეროვსკიტი, მესამე ყველაზე უხვი მინერალი მანტიის ქვედა ფენაში დედამიწის ინტერიერი) ზედაპირზე აღმოაჩინეს მიწა პირველად. ის ალმასის შიგნით იპოვეს. პეროვსკიტი ბუნებრივად გვხვდება მხოლოდ ქვედა მანტიის შიდა ფენაში მიწა უკიდურესად მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში. ინტერიერის ეს პირველი აღმოჩენა დედამიწა ბუნებით მინერალი მნიშვნელოვანია გეოლოგიისთვის ღრმა დინამიკის უკეთ გასაგებად მიწა.  

პეროვსკიტი არის მინერალი, რომელიც შედგება კალციუმის ტიტანის ოქსიდისგან (CaTiO₃). ნებისმიერ სხვა მინერალს, რომელსაც აქვს მსგავსი კრისტალური სტრუქტურა, ეწოდება პეროვსკიტი. ეს პეროვსიტს აქცევს ნაერთების კლასად, რომლებსაც აქვთ იგივე ტიპის კრისტალური სტრუქტურა, როგორც CaTiO₃ (პეროვსკიტის სტრუქტურა).    

კალციუმ-სილიკატური პეროვსკიტი (CaSiO₃-პეროვსკიტი ან CaPv) მნიშვნელოვანი მინერალია, რადგან ის მესამე ყველაზე უხვი მინერალია¹ (7% მოცულობით) ქვედა მანტიის ფენაში დედამიწის ინტერიერი და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სითბოს დინამიკაში დედამიწის ინტერიერი. იმისათვის, რომ რამ პერსპექტივაში, სამი ფენის მიწამანტიის ფენა, მკვრივ სუპერგაცხელებულ ბირთვსა და თხელ გარე ქერქის ფენას შორის, შეადგენს 84%-ს. დედამიწის მთლიანი მოცულობა მაშინ, როცა მარტო მანტიის ქვედა ფენა შეადგენს 55 პროცენტს მიწა და ვრცელდება 670 და 2900 კმ სიღრმეზე. ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი იძლევა პეროვსკის ადგილის კადრულ ხედს დედამიწის შიგნით.  

ცხრილი: პეროვსკიტის მდიდარი ფენის ადგილი დედამიწის ინტერიერში  

პეროვსკიტები მანტიის ფენის სხვა მინერალებთან ერთად მთავარ როლს ასრულებენ ღრმა დინამიკაში დედამიწა სითბოს გადაცემას ბირთვიდან ზედაპირისკენ, რომელსაც ეწოდება მანტიის კონვექცია. მიუხედავად მისი სიმრავლისა და მნიშვნელობისა, პეროვსკიტი არასოდეს იქნა მოპოვებული მანტიის ქვედა ფენიდან, რადგან ის კარგავს თავის სტრუქტურას მაღალი წნევის პირობებში მოცილებისას.  

მკვლევარებმა ახლა განაცხადეს აღმოჩენა კალციუმის სილიკატური პეროვსკიტის, როგორც ალმასის ჩართვა ბუნებრივ ნიმუშში. ბრილიანტი იპოვეს ორაპას მაღაროში, ბოტსვანაში ათწლეულების წინ და შეიძინა აშშ-ს მინერალოგმა 1987 წელს. მკვლევართა გუნდი სწავლობდა ალმასს რამდენიმე წლის განმავლობაში ნებისმიერი ღრმა ჩაკეტვისთვის.მიწა მინერალური.  

მკვლევარმა ჯგუფმა ოლივერ ცაუნერის ხელმძღვანელობით გამოიყენა სინქროტრორონული რენტგენის დიფრაქცია, რათა შეესწავლა ბრილიანტის უსასრულოდ პატარა მუქი ლაქების შიდა სტრუქტურა, რომელიც, სავარაუდოდ, პეროვსკიტია მანტიის ქვედა ფენიდან და შეძლეს ეპოვათ სტრუქტურულად შენახული კუბური CaSiO3-პეროვსკიტის საბოლოო მტკიცებულება. იქ².  

შემდგომმა სტრუქტურულმა და ქიმიურმა კვლევებმა აჩვენა, რომ მინერალს ჰქონდა დიდი რაოდენობით კალიუმის ხაფანგში, რაც ნიშნავს, რომ ამ პეროვსკიტს შეეძლო სითბოს წარმომქმნელი სამი ძირითადი ელემენტი (ადრე ცნობილი იყო ურანი და თორიუმი), რომლებიც გავლენას ახდენენ სითბოს წარმოქმნაზე. დედამიწის ინტერიერი. მათ დაასახელეს მინერალი "დავემაოიტი" (გეოფიზიკოს ჰო-კვანგ "დეივ" მაოს სახელით), რომელიც დამტკიცებული იქნა როგორც ახალი ბუნებრივი მინერალი. მკვლევარები ფიქრობენ, რომ მინერალი შესაძლოა წარმოიქმნას მანტიის ქვედა ფენიდან დედამიწის ზედაპირიდან 650-დან 900 კმ-მდე სიღრმეზე. ^3,4. 

გასაკვირია, CaSiO₃ პეროვსკიტი აღმოაჩინეს 2018 წელს სამხრეთ აფრიკიდან დედამიწის ღრმა ბრილიანტში, თუმცა მკვლევართა ჯგუფს ოფიციალურად არ უთქვამს. აღმოჩენაhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ ახალი მინერალის ⁵. 

ამ აღმოჩენამ, მომავალში მეტი მინერალების შემდგომ აღმოჩენებთან ერთად, უნდა გაამდიდროს დედამიწის მანტიის ევოლუციის გაგება.  

***

წყაროები:  

1. ჟანგ ზ., et al 2021. CaSiO-ს თბოგამტარობა₃ პეროვსკიტი ქვედა მანტიის პირობებში. ფიზიკური მიმოხილვა B. ტომი 104, გამოცემა 18 – 1. გამოქვეყნებულია 4 წლის 2021 ნოემბერს. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. ფეი, ი. 2021. პეროვსკიტი ამოღებული ქვედა მანტიიდან, მეცნიერება. გამოქვეყნებულია 11 წლის 2021 ნოემბერს. ტომი 374, გამოცემა 6569 გვ. 820-821. მეცნიერება (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. ცჰაუნერი, ო. et al. დავემაოიტის, CaSiO3-პეროვსკიტის აღმოჩენა, როგორც მინერალი ქვედა მანტიიდან. მეცნიერება. 11 Nov 2021. Vol 374, Issue 6569 გვ. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. ნევადის უნივერსიტეტი 2021. სიახლეები – კვლევა მოკლედ: ბუნებაში აღმოჩენილი პირველი დედამიწის შიდა მინერალი. [გამოქვეყნებულია 15 წლის 2021 ნოემბერს. ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. ნესტოლა, ფ., კოროლევი, ნ., კოპილოვა, მ. et al. ალმასში CaSiO3 პეროვსკიტი მიუთითებს ოკეანის ქერქის გადამუშავებაზე ქვედა მანტიაში. Nature 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***