Силикаты в недрах Земли имеют особые свойства

Россия, Европа

• Земля

Исследователи из Национального исследовательского технологического университета МИСиС в составе международной группы выяснили, что диоксид кремния (SiO2) в нижней мантии Земли приобретает особые свойства, нетипичные для него в нормальных условиях. Происходит это под воздействием существующих там условий. Высокое давление и температура заставляют силикаты изменять свою структуру и приобретать новые свойства, что в свою очередь влияет на происходящие геологические процессы. Результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications.

Исследователи провели эксперимент по воссозданию условий в недрах планеты. Капсулы из платины они заполнили порошком измельченного кварцевого стекла, смешанным с дистиллированной водой и запаяли их. Полученные образцы исследователи поместили в соответствующие условия, доводя давление до 350 - 500 тысяч атмосфер (35 - 50 гигаПаскалей) и температуру до 1250 градусов Цельсия. Выдержав некоторое время, температуру постепенно снижали. В результате этих манипуляций в капсулах образовались мелкие (до 100 микрометров) кристаллики коэсита в необычных фазах. Этот минерал, подобно кварцу, является разновидностью кремнезема, но устойчив лишь при большом давлении, а потому на поверхности земли он практически не присутствует.

Исследователи рассмотрели структуру кристаллов при помощи рентгеновских лучей. Она оказалась крайне необычной. В ней нарушены третье и пятое правила Лайнуса Полинга, описывающие строение неорганических веществ. Полученные результаты позволяют предположить, что силикаты в нижней мантии Земли оказываются более сжимаемы, чем представлялось изначально. Это важно, так как процессы в нижних слоях мантии оказывают значительное влияние на многие геологические события. В частности, на восходящие магматические потоки, которые пополняют верхние слои и земную кору рядом тяжелых элементов. Они же формируют зоны сейсмической активности. Специалисты собираются подтвердить сделанные выводы данными сейсмических исследований.

Вера Максимова, 20.11.2018 16:05