Физики выяснили, почему полевой шпат не бывает абсолютно сухим
Европейские физики объяснили постоянную влажность полевого шпата. Выяснилось, что структура кристаллов микроклина, минерала из группы полевых шпатов, образует гидроксильную поверхность, с которой легко соединяется атмосферная влага. А вода, которая изначально покрывает минерал, высвобождается из внутренних полостей.
Полевой шпат — наиболее распространенный минерал на Земле. Он составляет половину земной коры, а также образует другие породы. При выветривании полевой шпат превращается в глину и почву, поглощает из атмосферы углекислый газ и обеспечивает растения питательными веществами. Среди прочего он встречается в воздухе в виде пыли и участвует в образовании атмосферного льда — снега и града. Но никто не понимал, почему полевой шпат легко связывается с водой и его поверхность постоянно влажная.
Ответом на этот вопрос занялись две группы физиков из Австрии, Германии и Финляндии. Они изучили атомную структуру минерала и выяснили, что чередование ионов алюминия и кремния образует постоянно гидроксильную поверхность, с которой уже легко соединяется атмосферная влага. Две работы (1, 2) об этом вышли в журналах Journal of Physical Chemistry Letters и Nanoscale.
Исследователи проводили опыты с микроклином — силикатным минералом группы полевых шпатов с химической формулой KAlSi3O8. Образец поместили в сверхвакуумную камеру и расщепили его по естественной плоскости спайности — так, что две стороны оказались сухими. Однако при разломе ученые наблюдали всплеск давления воды. Физики предположили, что она взялась из глинистых включений внутри минерала либо из флюидных — микро- и наноразмерных полостей.
Именно эта вода, по мысли авторов, может гидроксилировать поверхность минерала. Дело в том, что кристаллическая структура полевого шпата триклинная и центросимметричная. Ее трехмерный каркас состоит из тетраэдров диоксида кремния и оксида алюминия, которые соединяются вершинами, а в крупные полости включен калий. Как раз к этим вершинам крепится влага из полостей, вследствие чего поверхность шпата становится гидроксильной сама по себе.
С помощью теории функционала плотности физики рассчитали энергию адсорбции воды. Выяснилось, что любые доступные молекулы H2O с вероятностью 100% прилипнут к микроклину. Поэтому атмосферная влага легко соединяется с поверхностью минерала.
Измерения на масс-спектрометре показали, что высвобожденной воды хватает для полного гидроксилирования поверхности. Удивительно, но сухая поверхность шпата попросту не образуется, поскольку минерал гидроксилируется сразу. Результаты исследования могут в дальнейшем помочь ученым разобраться, каким образом частицы полевого шпата образуют атмосферный лед.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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
Последние комментарии