کشف ماده معدنی جدید از دل یک الماس

فرارو: دانشمندان زمین شناس اخیراً موفق شدند در درون یک الماس یافته شده در بوتسوانا آفریقا، ماده معدنی جدیدی بنام پروسکایت سیلیکات کلسیم (CaSiO۳) را شناسایی کردند که تنها در شرایط خاص و در لایه گوشته زمین (حدفاصل بین پوسته و هسته) تشکیل می‌شود.

پروسکایت سیلیکات کلسیم (CaSiO۳) مسلماً مهمترین فاز از نظر ژئوشیمیایی در گوشته پایینی زمین است، زیرا عناصر ناسازگار را در گوشته بالایی متمرکز می‌کند. هیچ کس تا کنون با موفقیت این ترکیب پرفشار را از گوشته پایینی بازیابی نکرده است. این به این دلیل است که CaSiO۳-Provovskite نمی‌تواند ساختار خود را پس از حذف از محیط پرفشار خود حفظ کند. در یک مطالعه جدید، زمین شناسان آمریکایی سرانجام اولین پروسکایت سیلیکات کلسیم را از گوشته پایینی زمین در الماسی که در اوراپا بوتسوانا پیدا شده، کشف کردند.

پروسکایت سیلیکات کلسیم یکی از مهم‌ترین کانی‌های ژئوشیمیایی در گوشته پایینی است، عمدتاً به این دلیل که عناصر ناسازگار در گوشته بالایی را متمرکز می‌کند. دکتر الیور تشونر از گروه علوم زمین در دانشگاه نوادا و نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید؛ «اگرچه این ماده برای دهه‌ها نظریه‌پردازی شده، اما تا به امروز هیچ‌کس با موفقیت یک سیلیکات فاز پرفشار را از گوشته پایینی زمین بازیابی نکرده است، عمدتاً به این دلیل که آن‌ها نمی‌توانند ساختار کانی‌شناسی خود را پس از حذف از یک محیط پرفشار و دمای بالا حفظ کنند.»

در مطالعه جدید، محققان با استفاده از اشعه ایکس، گنجایش CaSiO۳ پروسکیت پرفشار را در یک الماس کشف شده در اعماق زمین، شناسایی و مشخص کردند. به گزارش فرارو، این الماس منحصربه‌فرد از معدن اوراپا بوتسوانا، بزرگترین معدن الماس جهان از نظر مساحت، در دهه ۱۹۸۰ کشف شد. سپس یک فروشنده جواهر الماس آن را در سال ۱۹۸۷ به یک معدن شناس در موسسه فناوری کالیفرنیا فروخت. این الماس دارای لکه‌هایی بود که اگرچه برای جواهر فروشان یک نقص بشمار می‌رود، اما برای دانشمندان یک خوشانسی بزرگ در نظر گرفته می‌شود.

ترکیب کریستالی که محققان پیدا کردند به افتخار ژئوفیزیکدان برجسته تجربی، هو کوانگ (دیو) مائو، Davemaoite نام گرفت و توسط کمیسیون مواد معدنی جدید، نامگذاری و طبقه بندی انجمن بین المللی کانی شناسی به عنوان یک ماده معدنی جدید تأیید شد. دکتر ریچارد کارلسون، مدیر آزمایشگاه زمین و سیارات در مؤسسه علوم کارنگی، گفت: «این افتخار با توجه به تأثیر عمیقی که دیو در علوم زمین داشته، به او منصوب شده است. کمک‌های او درک ما از جهانمان را شکل داده است و اکنون یک تکه از جهان برای همیشه نام او را یدک می‌کشد.»

تجزیه و تحلیل ساختاری و شیمیایی داومائوئیت نشان داد که این ماده می‌تواند میزبان طیف گسترده‌ای از عناصر در ساختار خود باشد، از جمله پتاسیم، توریم و اورانیوم که سه عنصر اصلی تولید کننده گرما هستند. یافته‌ها از وجود ناهمگونی ترکیبی در گوشته پایین زمین حمایت می‌کند و با توجه به فراوانی کلی این کانی، نشان می‌دهد که داومائویت احتمالاً بر تولید گرما در گوشته عمیق تأثیر می‌گذارد. دکتر تشونر گفت: «ما معتقدیم داومائویت بین ۶۶۰ تا ۹۰۱ کیلومتر (۴۱۰-۵۶۰ مایل) زیر سطح زمین منشأ گرفته است.»

کشف داومائویت امیدی برای یافتن فاز‌های معدنی پرفشار دشوار دیگر در طبیعت ایجاد کرده است. دستیابی به نمونه‌های مستقیم‌تر از گوشته پایینی غیرقابل دسترس، شکاف دانش ما را در مورد ترکیب شیمیایی و تنوع اعماق سیاره ما پر می‌کند. کشف داومائویت در دو مقاله در مجله‌های Mineralogical و Science شرح داده شده است.