Космический камень проливает свет на природу загадочного земного вещества

0
16

Тонкий срез метеорита Tenham, на котором отчетливо видно жилу бриджманита.Тонкий срез метеорита Tenham, на котором отчетливо видно жилу бриджманита.Космический камень впервые обеспечивает возможность исследовать природу вещества, которое долгое время считается наиболее распространенным на нашей планете. Тем не менее, ученым никогда раньше не удавалось получить его в природном виде.

Само открытие сможет пролить свет на структуру и динамику внутренней части Земли, а также на раннюю историю Солнечной системы.

Автор исследования на данную тему Oliver Tschauner, минералог Университета Невады (Лас-Вегас, США), говорит, что поиск данного вещества в составе метеоритов велся на протяжении десятилетий, но важнее всего было подобрать правильный метод его обнаружения.

Минерал являет собой высокоплотную версию магниево-железистого силиката (оливин). Это наиболее распространенное вещество на нашей планете (38% от всего объема Земли). Тем не менее, для его стабилизации требуются очень высокие показатели температуры и давления, что предполагает возможность изучения лишь вещества, которое было создано в лабораторных условиях.

Под действием высокой температуры и давления нижней мантии Земли (глубина от 660 до 2600 километров) магниевый силикат может переходить в магниевый перовскит, который можно изобразить в виде массива из двойных пирамид, соединенных углами. Центральная часть каждой пирамиды состоит из силиката, а ее углы – из кислорода; магний и железо располагаются в промежутках между пирамидами.

Как бы то ни было, ученым до настоящего времени не удавалось обнаружить такой минерал природного происхождения, поскольку тот не смог бы пережить долгое «путешествие» из нижней мантии к поверхности Земли, трансформируясь по пути в вещества с меньшей плотностью.

Тот факт, что ученые не находили образцов магниевого перовскита в природе, значит также, что он не получил соответствующего наименования от Международной Минералогической Ассоциации. Геологи попали в странную ситуацию, в которой фигурирует безымянный минерал, являющийся в то же время наиболее распространенным на нашей планете.

Поскольку исследователи не могли обнаружить естественную версию оливина на Земле, они обратили свои взгляды в космос. Была выдвинута версия, согласно которой падения метеоритов, происходящие на высокой скорости, могут генерировать достаточные температуру и давление для образования данного минерала. Именно поэтому образцы оливина следует искать в составе космических камней, упавших на Землю.

Oliver Tschauner и его коллегам удалось изъять магниевый перовскит из метеорита. Он получил официальное название «бриджманита» (в честь «отца» экспериментов с использованием высокого давления Перси Бриджмана).

Исследователи проанализировали состав метеорита Tenham, космического камня, упавшего вместе с метеоритным дождем на территории Австралии в 1879 году. Данный метеорит кажется таковым, что был частью астероида, пережившего сильное столкновение. В его состав также входят минералы акимотоит и рингвудит, структура и происхождение которых похожи на бриджманит.

В своих предыдущих поисках бриджманита исследователи часто использовали электронные микроскопы, но эта стратегия связана со сканированием минерала потоками электронов, которые могут превратить его в стекло. Вместо этого Oliver Tschauner и коллеги применили высокоэнергетическое рентгеновское излучение синхротрона (разновидность ускорителя частиц). Данный вид излучения практически не вредит бриджманиту, помогая ученым определить его состав и кристаллическую структуру.

Исследователи установили, что бриджманит имеет в своем составе большее количество железа и натрия, чем в синтетических образцах. Обнаружение бриджманита в других метеоритах даст возможность определить силу столкновений, пережитых их материнскими космическими телами. Давление и длительность этих столкновений, в свою очередь, позволят определить размеры этих тел на разных этапах истории Солнечной системы.