科学家在地幔钻石中发现前所未见矿物质

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【大纪元2021年11月20日讯】(大纪元记者张妮编译报导)科学家在一颗钻石里面发现了一种前所未见的矿物质。这种矿物质是理论上存在于下地幔层高压环境中的物质,但是科学家却在上地幔层的钻石中发现了它。

这种矿物质主要成分是硅酸钙钙钛矿(calcium silicate perovskite)。它本身并不罕见,科学家估计地球总物质量的84%都是这种化合物,它大部分是以硅灰石(wollastonite)的形式存在。但是在高压的环境下,它的内部会形成晶体结构,这非常罕见。科学家以著名地球物理学家Dave Mao的名字将它名为达维茂石(Davemaoite)。

很久以前科学家理论推测存在达维茂石这种矿物,但是从未见过。因为它一旦离开高压的环境,立即变成了其它矿物质的形式。这份研究是科学家第一次亲眼见到它的存在,被困在一颗坚硬的钻石内部保存下来。

这项发现的另一个奇特之处在于,科学家一般认为钻石是在地球上地幔层,大约地表以下100英里深处的地方形成。而这种达维茂石需要在下地幔,大约410英里深处才能形成。所以,这微小的一点点罕见的达维茂石如何进入这颗钻石,为科学家探索地幔层内部物质的运动与传输过程提供了难得的线索。

这份研究发表后,国际矿物学协会(International Mineralogical Association)正式认可达维茂石是一种新矿。

主要研究者美国内华达大学拉斯维加斯分校(University of Nevada, Las Vegas)矿物学家乔纳(Oliver Tschauner)告诉科技媒体Live Science,达维茂石对地幔层起到重要的作用。

理论推测,这种矿物内可能还含有像铀和钍这样的放射性元素。这些元素的半衰期比地球的地质历史更长。它们在漫长的衰变过程所释放的热量可能是地幔层热量的一大来源。

没有参与这份研究的同行、卡内基科学研究所地球物理学家费英伟(Yingwei Fei,音译)在另一份相关论文的评注中说:“乔纳和同事的这项发现,为找到更多罕见的高压矿物提供了希望。这项研究为理论上只在下地幔层存在的矿物质提出了直接的证据,填补了我们对地球整个地幔层化学成分结构认知的缺失。”

这份研究11月11日发表于《科学》(Science)期刊。◇

责任编辑:叶紫微

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