Стабильные соединения железа в недрах Земли участвуют в образовании алмазов
28.08.2017
5 минут
Ольга Иванова
119

Стабильные соединения железа в недрах Земли участвуют в образовании алмазов

Ученые открыли удивительные особенности поведения карбоната железа в условиях больших температур и очень высокого давления, наблюдаемых в мантии Земли.

Международная группа ученых, в состав которой вошли исследователи из России (Лейла Исмаилова, научная сотрудница  Центра добычи углеводородов Сколтеха), Франции, Германии, Италии и США, открыли удивительные особенности поведения карбоната железа в условиях больших температур и очень высокого давления, которые наблюдаются в мантии Земли.

Карбонаты – одни из самых основных углеродсодержащих соединений мантии, также они встречаются в виде включений в глубинных алмазах, что является прямым доказательством их залегания на глубине более 700 км. Ученые продемонстрировали, что в таких экстремальных условиях структура карбоната реорганизовывается таким образом, что углерод в составе карбонатов привлекает дополнительный атом углерода и принимают форму тетраэдра.

Всего исследователями были обнаружены два новых соединения, имеющих в своем составе по одному модифицированному карбонату, которые способны быть стабильными на очень большой глубине.  Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications.

Строение земных недр

Недра нашей планеты отличаются особо суровыми условиями: очень высокое давление (более миллиона атмосфер) и экстремально высокая температура – 2200 °C. Большинство химических соединений, проявляющих стабильность на поверхности Земли, не могут существовать при таких показателях. В настоящей работе ученые продемонстрировали новые вещества, которые могут выдерживать подобные условия, описали механизм, обеспечивающий их стабильность, и процессы в которых могут принимать участие такие соединения.

Для того, чтобы имитировать условия, в которых пребывают вещества в глубине мантии Земли, исследователи воссоздали высокие давление и температуру с помощью нагреваемых лазером алмазных наковален. Очень маленькие кристаллы (10-15 микрон) были зажаты между двух алмазов и на них был сфокусирован лазерный луч.

Далее они применили к образцам синхротронное рентгеновское излучение в Европейском ускорительном центре (European Synchrotron Radiation Facility, Франция), а также на американском ускорительном комплексе (Advanced Photon Source, США). Это дало возможность проанализировать состав и структуру образцов. Там же были измерены мельчайшие изменения энергетических показателей атомов железа, которые имеют ключевое значение для определения состояния новых карбонатов железа при высоком давлении.

Полученные результаты демонстрируют возможность существования совершенно новой кристаллической структуры c необычайной устойчивостью, которая способна сохранять свое строение на протяжении всей мантии, как минимум до глубины 2500 км, что очень близко к границе мантии и ядра нашей планеты. Ученые сделали заключение, что реакция самоокисления железа позволяет карбонатам сохраняться в недрах мантии, где они могут участвовать в образовании алмазов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
18 февраля
8 минут
Полина Гершберг

Один из наиболее полезных режимов питания оказался хорош с неожиданной стороны: выяснилось, что он способствует развитию кишечных бактерий, связанных с улучшением качества жизни пожилых людей.

Позавчера, 08:47
4 минуты
Сергей Васильев

В галактике Маркарян 231, расположенной в полумиллиарде световых лет от нас, нашли облака молекулярного кислорода — впервые где-либо вне Млечного Пути.

3 часа назад
17 минут
Александр Березин

На борту круизного лайнера Diamond Princess в феврале 2020 года случился настоящий разгул эпидемии Covid-19. Судно поместили на карантин, во время которого по идее пассажиры должны были отсиживаться по каютам. Несмотря на это, каждый шестой там заболел. За пределами Китая нигде больше нет такого числа заразившихся — ни в одной стране. Стали говорить, что этот корабль — прообраз будущей эпидемии коронавируса по всей планете. Мол, раз тут карантин не помог, значит, не сдержит болезнь и в мировом масштабе. На самом деле, задолго до коронавируса путешествия на круизных лайнерах стали называть «плаванием к болезни». Предположительно роскошное времяпрепровождение часто оборачивалось инфекцией и до коронавируса. Не приходится удивляться, что новому вирусу пришлись по вкусу именно круизные лайнеры. Почему так — рассказываем ниже.

18 февраля
8 минут
Полина Гершберг

Один из наиболее полезных режимов питания оказался хорош с неожиданной стороны: выяснилось, что он способствует развитию кишечных бактерий, связанных с улучшением качества жизни пожилых людей.

17 февраля
5 минут
Мария Азарова

По мнению исследователей, мидии погибли вследствие «теплового стресса», вызванного повышением температуры океана.

Позавчера, 08:47
4 минуты
Сергей Васильев

В галактике Маркарян 231, расположенной в полумиллиарде световых лет от нас, нашли облака молекулярного кислорода — впервые где-либо вне Млечного Пути.

11 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

Экспериментальные данные указали на виды физических нагрузок, которые стимулируют нейропластичность мозга.

28 января
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

28 января
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: