Найден минерал, который может быть носителем породообразующих и редких элементов в природе
Международная команда ученых, куда вошли исследователи из Кольского научного центра, обнаружила минерал, который по предположению ученых может быть универсальным потенциальным носителем породообразующих и редких элементов при давлениях вплоть до мантийных.
Комплекс Хатрурим (он же – Пятнистая зона) в окрестностях Мертвого моря уже принес исследователям много открытий. В частности, здесь был обнаружен минерал, который ранее находили только в метеоритах, а также соединения фосфора, которые с большой степенью вероятности могли помочь возникновению жизни на Земле.
Исследователи, представляющие Санкт-Петербургский государственный университет, Кольский научный центр Российской академии наук, Байройтский университет, Баварский научно-исследовательский институт экспериментальной геохимии и геофизики и Университет Падуи, продолжают изучение состава слагающих эту местность пород. Новое их открытие – это минерал, который по предположению ученых может быть универсальным потенциальным носителем породообразующих и редких элементов при давлениях вплоть до мантийных.
Статья об открытии опубликована в журнале American Mineralogist. Пятнистая зона представляет собой крупнейший в мире комплекс пирометаморфических пород с выходами на поверхность, разбросанными на значительной территории Ближнего Востока от южного суббассейна Мертвого моря до границы между Северной Иорданией и Сирией.
Ее происхождение пока остается предметом дискуссий. Предполагается, что образовалась она в ходе прокаливания и плавления меловых мергелей и мелов при температурах, достигающих 1400 °С, однако недавнее обнаружение минерала аллабогданита (Fe,Ni)2, который мог образоваться только при высоком давлении, вызвало множество вопросов относительно развития этого комплекса пород.
В образцах, собранных в израильской пустыне Негев, авторы нашли первый природный перовскит (CaTiO3), обладающий кубической кристаллической решеткой (структура перовскита в природе является ромбической). Его прозрачные, желтовато-коричневые кристаллы достигают в размере 50 микрон и имеют обильные микронные включения мелилитового стекла. Новый минерал стабилен при сжатии не менее чем до 50 Гпа, а при атмосферном давлении устойчив до 1250±50°С. При более высокой температуре его кристаллы сливаются с внедренным мелилитовым стеклом, образуя смесь титанита и анортита.
Выяснить происхождение кубического перовскита из формации Хатрурим помогают включения мелилитового стекла. По-видимому, минерал образовался в твердом состоянии и никогда не подвергался нагреву выше 1250°С при атмосферном давлении. Форма включений мелилитового стекла указывает на то, что они аморфизировались, оставаясь в твердом состоянии. Температура плавления мелилита – 1400-1600 °С, поэтому его расплавление неизбежно привело бы к сплавлению с перовскитом.
Твердофазная аморфизация может быть достигнута несколькими способами, включая облучение альфа-лучами или электронным пучком, химическую обработку или механическое измельчение. Наиболее вероятна аморфизация под давлением не ниже 11 Гпа, а скорее всего, выше 30 ГПа. Если такое предположение верно, кубический перовскит подвергался давлению в несколько гигапаскалей или мог образоваться при таком давлении.
Необычно также высокое содержание кремния в минерале. Перовскиты с высоким содержанием кремния ранее наблюдались только в виде включений в алмазы, имеющие сверхглубокое, мантийное происхождение. Однако нет никаких геологических свидетельств выхода в районе Мертвого моря мантийных пород на поверхность или остатков крупномасштабной ударной структуры. Ученые предполагают, что признаки событий высокого давления или выходов мантийных пород могли быть стерты более поздними наложенными пирометаморфическими процессами и обширной эрозией в Южном Леванте, в то время как геохимические аномалии в этой области все еще не полностью объяснены.
Почему это открытие так важно? Во-первых, оно может дать новую точку зрения на геохимические процессы в Пятнистой зоне, поскольку кубический перовскит объединяет в своем составе ряд геохимически значимых элементов. Во-вторых, необходимо помнить, что структура перовскита — это один из «кирпичиков», из которых строится решетка природных минералов, а также основа для синтеза новых материалов с интересными свойствами. Силикаты со структурой перовскита cчитаются основными составляющими мантии Земли.
Поведение синтетического перовскита при высоких давлениях было подробно изучено как прогностическая модель эволюции силикатных перовскитов в условиях мантии. При высоких давлениях и температурах он может приобретать кубическую форму. Эта модификация обратима при охлаждении. В синтетических системах замена титана на железо приводит к получению закаленного кубического перовскита, однако природный перовскит железа практически лишен. Поэтому ранее не предполагалось, что кубический перовскит встречается в природе.
Стабилизация кубической симметрии найденного минерала достигается за счет ранее не наблюдаемого смещения атома кислорода из его идеального структурного положения. Проанализировав структуру, ученые предположили, что она обеспечивает механизм включения практически любого элемента в каркас природных перовскитов. Устойчивость таких неупорядоченных структур до очень высоких давлений может свидетельствовать о том, что подобные перовскиты могут быть универсальными носителями большинства элементов мантии Земли.
Открытие природного кубического перовскита позволяет рассматривать его в качестве потенциального носителя большинства петрогенных и рассеянных элементов во внутренних геосферах нашей планеты. Стабильность обнаруженного минерала при давлениях на уровне мантии делает его кандидатом на содержание как породообразующих, так и менее распространенных элементов в недрах планет. То есть наряду с новым, неупорядоченным типом перовскитового каркаса и структурно разрешенным дефицитом кислорода открываются новые пути для моделирования поведения таких структур в различных планетарных средах.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно