Entdeckung des inneren Erdminerals Davemaoit (CaSiO3-Perowskit) auf der Erdoberfläche

Das Mineral Davemaoit (CaSiO3-Perowskit, das dritthäufigste Mineral in der unteren Mantelschicht von Der Erde Innenraum) wurde auf der Oberfläche des entdeckt Die Erde zum ersten Mal. Es wurde in einem Diamanten gefangen gefunden. Perowskit kommt natürlicherweise NUR in der unteren Mantelschicht im Inneren des Planeten vor Die Erde unter extrem hohen Temperatur- und Druckbedingungen. Diese allererste Entdeckung des Innenraums Erde Mineralien in der Natur sind für die Geologie wichtig, um die Dynamik der Tiefe besser zu verstehen Die Erde .  

Perowskit ist ein Mineral bestehend aus Calciumtitanoxid (CaTiO₃). Jedes andere Mineral mit ähnlicher Kristallstruktur wird Perowskit genannt. Dies macht Perowskit zu einer Klasse von Verbindungen, die die gleiche Kristallstruktur wie CaTiO . aufweisen₃ (Perowskit-Struktur).    

Calciumsilikat-Perowskit (CaSiO₃-Perowskit oder CaPv) ist ein wichtiges Mineral, da es das dritthäufigste Mineral ist¹ (7 Vol.-%) in der unteren Mantelschicht aus Der Erde Innenraum und spielt eine bedeutende Rolle in der Wärmedynamik von Der Erde interior. To put things in perspective, of the three layers of Die Erde , die Mantelschicht, zwischen dem dichten überhitzten Kern und der dünnen äußeren Krustenschicht, macht 84 % aus Der Erde Gesamtvolumen, während die untere Mantelschicht allein 55 Prozent des Volumens ausmacht Die Erde  und erstreckt sich zwischen 670 und 2900 km Tiefe. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über den Standort von Perowskit Der Erde Innenraum.  

Tabelle: Ort der perowskitreichen Schicht im Erdinneren  

Perovskites along with other minerals in the mantle layer play a key role in the dynamics of deep Erde involving heat transfer from core towards surface, called mantle convection. Despite its abundance and importance, perovskite has never been retrieved from the lower mantle layer, because it loses its structure on being removed from its high-pressure conditions.  

Researchers have now reported Entdeckung of calcium silicate perovskite as a diamond inclusion in a natural sample. The diamond was found in Orapa mine, Botswana decades ago and was purchased by a mineralogist of USA in 1987. The team of researchers had been studying the diamond for few years for any entrapped deep-Die Erde Mineral.  

Das Forschungsteam um Oliver Tschauner untersuchte mithilfe von Synchrotron-Röntgenbeugung die innere Struktur der verschwindend kleinen dunklen Flecken in einem Diamanten, von dem angenommen wird, dass es sich um Perowskit aus der unteren Mantelschicht handelt, und konnte definitive Hinweise auf strukturell erhaltene kubische CaSiO3-Perowskite finden dort².  

Further structural and chemical studies indicated that the mineral had large amounts of trapped potassium implying that this perovskite could host three of the major heat-producing elements (uranium and thorium were previously known) which influence heat generation in Der Erde interior. They named the mineral “davemaoite” (after geophysicist Ho-kwang “Dave” Mao) which was approved as a new natural mineral. The researchers think that the mineral may have originated from lower mantle layer between 650 and 900 km deep below the Earth’s surface ^3,4. 

Überraschenderweise ist CaSiO₃ perovskite was reported to be discovered in a deep-Earth diamond from South Africa in 2018 however the research team had not claimed official discoveryhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ of a new mineral ⁵. 

Diese Entdeckung, in Verbindung mit weiteren Entdeckungen weiterer Mineralien in der Zukunft, sollte das Verständnis der Entwicklung des Erdmantels bereichern.  

***

References:  

1. Zhang Z., et al 2021. Wärmeleitfähigkeit von CaSiO₃ Perowskit bei niedrigeren Mantelbedingungen. Physical Review B. Band 104, Ausgabe 18 – 1. Veröffentlicht am 4. November 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. Fei, Y. 2021. Perowskit aus dem unteren Mantel, Science, gewonnen. Veröffentlicht am 11. November 2021. Band 374, Ausgabe 6569, S. 820-821. Wissenschaft (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. Tschauner, O. et al. Entdeckung von Davemaoit, CaSiO3-Perowskit, als Mineral aus dem unteren Erdmantel. Wissenschaft. 11. Nov. 2021. Band 374, Ausgabe 6569, S. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. University of Nevada 2021. Nachrichten – Forschung in Kürze: Erstes in der Natur entdecktes inneres Erdmineral. [Veröffentlicht am 15. November 2021. Online verfügbar unter https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Nestola, F., Korolev, N., Kopylova, M. et al. CaSiO3-Perowskit in Diamant weist auf das Recycling von ozeanischer Kruste in den unteren Erdmantel hin. Natur 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***