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在地球表面发现内部地球矿物 Davemaoite(CaSiO3-钙钛矿)

矿物 Davemaoite(CaSiO3-钙钛矿,下地幔层中第三丰富的矿物) 地球 内部)已在表面发现 地球 首次。它被发现被困在一颗钻石内。钙钛矿仅天然存在于内部的下地幔层中 地球 在极高的温度和压力条件下。这是室内装饰的首次发现 地球 自然界中的矿物对于地质学来说非常重要,可以更好地了解深部的动态 地球 

钙钛矿是一种由氧化钛钙(CaTiO3)。 任何其他具有类似晶体结构的矿物都称为钙钛矿。 这使得钙钛矿成为一类与CaTiO 具有相同类型晶体结构的化合物3 (钙钛矿结构)。    

硅酸钙钙钛矿(CaSiO3-钙钛矿或 CaPv)是一种重要的矿物质,因为它是第三大最丰富的矿物质1 (7%体积)在下地幔层 地球 内部并在热动力学中起着重要作用 地球 内部的。从三个层面来看, 地球地幔层位于致密的过热地核和薄的外地壳层之间,占地幔的 84% 地球 总体积,而仅下地幔层就占了 55% 地球 深度从670公里延伸到2900公里。下表给出了钙钛矿位置的快照视图 地球 室内。  

表:地球内部富含钙钛矿层的位置  

钙钛矿以及地幔层中的其他矿物在深部动力学中发挥着关键作用 地球 涉及从核心到表面的热传递,称为地幔对流。尽管钙钛矿丰富且重要,但从未从下地幔层中回收过,因为它在脱离高压条件后会失去其结构。  

研究人员现已报告 发现 硅酸钙钙钛矿作为天然样品中的钻石内含物。这颗钻石是几十年前在博茨瓦纳的奥拉帕矿发现的,并于 1987 年被一位美国矿物学家购买。几年来,研究人员团队一直在研究这颗钻石,以了解是否存在深部包埋的物质。地球 矿物。  

由 Oliver Tschauner 领导的研究小组采用同步加速器 X 射线衍射来研究被认为是来自下地幔层的钙钛矿的钻石中无限小的暗斑点的内部结构,并能够找到结构上保存的立方 CaSiO3-钙钛矿的确切证据那里2.  

进一步的结构和化学研究表明,这种矿物含有大量的钾,这意味着这种钙钛矿可能含有三种主要的产热元素(铀和钍是以前已知的),这些元素会影响热的产生。 地球 内部的。他们将这种矿物命名为“davemaoite”(以地球物理学家 Ho-kwang “Dave” Mao 的名字命名),并被批准为一种新的天然矿物。研究人员认为,这种矿物可能起源于地表以下 650 至 900 公里深处的下地幔层 3,4

令人惊讶的是,CaSiO3 据报道,2018 年在南非的一颗深地钻石中发现了钙钛矿,但该研究团队并未对外宣称 发现https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ 一种新矿物的 5

这一发现,结合未来更多矿物的进一步发现,将丰富对地幔演化的认识。  

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参考文献:  

  1. 张泽,  2021. CaSiO的导热系数3 下地幔条件下的钙钛矿。 物理评论 B. 第 104 卷,第 18-1 期。4 年 2021 月 XNUMX 日出版。DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 
  1. 费,Y。 2021. 从下地幔中回收的钙钛矿,科学。 11 年 2021 月 374 日出版。第 6569 卷,第 820 期,第 821-2021 页。 科学(XNUMX)。 DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 
  1. 乔纳,O. . 发现了来自下地幔的矿物,即 CaSiO3-钙钛矿 Davemaoite。 科学。 11 年 2021 月 374 日。第 6569 卷,第 891 期,第 894-XNUMX 页。 DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 
  1. 内华达大学 2021 年。新闻——研究简述:自然界中首次发现的内部地球矿物。 [15 年 2021 月 XNUMX 日发布。可在线获取: https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  
  1. 内斯托拉,F.,科罗廖夫,N.,科皮洛娃,M. . 金刚石中的 CaSiO3 钙钛矿表明大洋地壳循环进入下地幔。 自然 555, 237–241 (2018)。 https://doi.org/10.1038/nature25972  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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