تم العثور على معدن جديد من أعماق الأرض في عيوب الماس


عندما يتعلق الأمر بمعرفة ما يكمن بالفعل في أعماق الأرض ، فإن الماس هو أفضل صديق للجيولوجي.

تفتح قطعة صغيرة من الصخور المحبوسة داخل الماس الآن نافذة جديدة تمامًا على شكل الوشاح السفلي للكوكب. داخل الماس هو معدن السيليكات الذي تم تحديده حديثًا والذي يطلق عليه اسم davemaoite التي لا يمكن أن تكون إلا في وشاح الأرض السفلي ، أفاد الباحثون في 12 تشرين الثاني (نوفمبر) في علم. إنها المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء من إثبات أن هذا النوع من معادن الوشاح السفلي – تم التنبؤ به سابقًا للتو من التجارب المعملية – موجود بالفعل في الطبيعة. الفريق اسمه المعدني للجيوفيزيائي التجريبي عالي الضغط Ho-kwang (Dave) Mao (SN: 3/16/04).

جاء الماس الذي يحمل التضمين المعدني المميز من منجم بوتسوانا وتشكل على أعماق تزيد عن 660 كيلومترًا ، وهي الحد الأعلى لوشاح الأرض السفلي. باستخدام تقنيات تحليلية ، بما في ذلك حيود الأشعة السينية ، والتصوير الفلوري للأشعة السينية ، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء ، حدد عالم المعادن أوليفر تشونر من جامعة نيفادا ، لاس فيجاس ، وزملاؤه التركيب الكيميائي وهيكل المعدن الجديد ، وربطوه كنوع من الكالسيوم. سيليكات بيروفسكايت.

كان العلماء قد قدروا سابقًا أن حوالي 5 في المائة إلى 7 في المائة من الوشاح السفلي يجب أن يتكون من هذا المعدن ، كما يقول تشونر. لكن من الصعب للغاية رصد مثل هذه المعادن الموجودة في أعماق الأرض. هذا لأن المعادن المستقرة في الضغوط الشديدة للغطاء السفلي – والتي تمتد على طول الطريق إلى 2700 كيلومتر تحت سطح الأرض – تبدأ في إعادة ترتيب هياكلها البلورية بمجرد أن يخف الضغط.

حتى أكثر المعادن شيوعًا على كوكب الأرض ، سيليكات حديد المغنيسيوم في الوشاح السفلي المعروفة باسم بريدجمانيت، كان نظريًا إلى حد كبير حتى عام 2014 ، عندما تم اكتشاف أنه حدث بشكل طبيعي داخل نيزك اصطدم بأستراليا بقوة تولدت ضغوطًا عميقة تشبه الوشاح في الصخور (SN: 11/27/14). حتى الآن ، يعد بريدجمانيت معدن السيليكات الوحيد عالي الضغط الذي تم التأكد من وجوده في الطبيعة.

يعمل الماس مثل كبسولات الوقت ، حيث يحبس الأشكال المعدنية الأصلية في رحلته إلى السطح. إن اكتشاف davemaoite ليس فقط تأكيدًا لوجوده ، ولكنه يكشف أيضًا عن موقع بعض مصادر الحرارة في أعماق الأرض. على الرغم من أنه معدن سيليكات الكالسيوم ، إلا أن davemaoite يستضيف أيضًا معرض روغ من العناصر المختلفة التي تتسلل إلى هيكلها البلوري. ويشمل ذلك العناصر المشعة مثل اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم ، وكذلك العناصر الأرضية النادرة. يُعتقد منذ فترة طويلة أن هذه العناصر المشعة تنتج حوالي ثلث الحرارة المنتشرة في الوشاح السفلي (يتبقى الثلثان الآخران من التكوين الأصلي للكوكب قبل 4.55 مليار سنة). من خلال تحديد التركيب الكيميائي للدافيماويت ، يمكن للباحثين الآن تأكيد مكان تواجد هذه العناصر.

هذا لأن ماس بوتسوانا احتوى أيضًا شكل من أشكال الضغط العالي من الجليد بالإضافة إلى معدن آخر عالي الضغط يُعرف باسم wüstite (SN: 3/8/18). ساعد وجود هذه الشوائب في تضييق الضغوط الخشنة التي قد تكون davemaoite عندها: في مكان ما بين 24 مليار باسكال و 35 مليار باسكال ، كما يقول Tschauner. ويضيف أنه من الصعب تحديد العمق الذي يتوافق معه بالضبط. لكن الاكتشاف يربط بشكل مباشر بين توليد الحرارة (المواد المشعة) ودورة الماء (الجليد) ودورة الكربون (التي يمثلها تكوين الماس نفسه) ، وكل ذلك في الوشاح العميق ، كما يقول تشونر.

هناك جانب آخر مثير للاهتمام لهذا المعدن الجديد وهو أنه غني بالبوتاسيوم بشكل مدهش مقارنة بالتنبؤات المختبرية ، كما يقول سانج هيون شيم ، عالِم الجيوفيزياء بجامعة ولاية أريزونا في تيمبي. يقول شيم إن معظم الجهود التجريبية لإنتاج المعدن جاءت مع “بيروفسكايت سيليكات الكالسيوم النقي تقريبًا”. يمكن للعلماء فقط التكهن في الوقت الحالي بمصدر البوتاسيوم الإضافي ، لكن هذه التركيبة غير المتوقعة تشير إلى أن الوشاح السفلي قد يكون مزيجًا متنوعًا أكثر مما كان يُعتقد ، مع صعوبة التنبؤ بالتعقيد من الدراسات المختبرية وحدها.



المصدر

عبيدة بن محمد
مبرمج ومصمم مواقع وتطبيقات ومهتم بالتقنية بكل فروعها محب للذكاء الاصطناعي والتقنيات الحديثة الاخرى حاصل على شهادة في البرمجة من Microsoft و Udacity