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Scoperta del minerale della Terra interna, Davemaoite (CaSiO3-perovskite) sulla superficie terrestre

Il minerale Davemaoite (CaSiO3-perovskite, il terzo minerale più abbondante nello strato inferiore del mantello Terra interno) è stato scoperto sulla superficie del Terra per la prima volta. È stato trovato intrappolato all'interno di un diamante. La perovskite si trova naturalmente SOLO nello strato inferiore del mantello all'interno del Terra in condizioni di temperatura e pressione estremamente elevate. Questa prima scoperta dell'interno terra la natura minerale è importante per la geologia per una migliore comprensione delle dinamiche delle profondità Terra 

La perovskite è un minerale costituito da ossido di calcio titanio (CaTiO3). Qualsiasi altro minerale con una struttura cristallina simile è chiamato perovskite. Questo rende la perovskite una classe di composti che hanno lo stesso tipo di struttura cristallina del CaTiO3 (struttura perovskite).    

Perovskite di calcio-silicato (CaSiO3-perovskite o CaPv) è un minerale importante perché è il terzo minerale più abbondante1 (7% in volume) nello strato inferiore del mantello di Terra interni e gioca un ruolo significativo nella dinamica del calore Terra interno. Per mettere le cose in prospettiva, dei tre strati di Terra, lo strato del mantello, compreso tra il nucleo denso e surriscaldato e il sottile strato di crosta esterna, costituisce l'84% del Terra volume totale mentre lo strato inferiore del mantello da solo comprende il 55% del volume Terra e si estende tra 670 e 2900 km di profondità. La tabella seguente fornisce una vista istantanea del luogo in cui si trova la perovskite Terra interno.  

Tabella: Luogo dello strato ricco di perovskite all'interno della Terra  

Le perovskiti insieme ad altri minerali dello strato del mantello svolgono un ruolo chiave nella dinamica delle profondità terra che comporta il trasferimento di calore dal nucleo verso la superficie, chiamato convezione del mantello. Nonostante la sua abbondanza e importanza, la perovskite non è mai stata recuperata dallo strato inferiore del mantello, perché perde la sua struttura quando viene rimossa dalle condizioni di alta pressione.  

Lo hanno riferito ora i ricercatori scoperta della perovskite di silicato di calcio come inclusione di diamante in un campione naturale. Il diamante è stato trovato nella miniera di Orapa, in Botswana, decenni fa ed è stato acquistato da un mineralogista statunitense nel 1987. Il team di ricercatori ha studiato il diamante per alcuni anni per eventuali tracce intrappolate nelle profondità.Terra minerale.  

Il team di ricerca guidato da Oliver Tschauner ha impiegato la diffrazione dei raggi X di sincrotrone per studiare la struttura interna dei puntini scuri infinitesimamente piccoli in un diamante ritenuto perovskite dallo strato inferiore del mantello ed è stato in grado di trovare prove definitive di CaSiO3-perovskite cubica strutturalmente conservata. là2.  

Ulteriori studi strutturali e chimici hanno indicato che il minerale aveva grandi quantità di potassio intrappolato, il che implica che questa perovskite potrebbe ospitare tre dei principali elementi produttori di calore (uranio e torio erano precedentemente noti) che influenzano la generazione di calore in Terra interno. Hanno chiamato il minerale “davemaoite” (dal nome del geofisico Ho-kwang “Dave” Mao) che è stato approvato come nuovo minerale naturale. I ricercatori pensano che il minerale possa aver avuto origine dallo strato inferiore del mantello tra 650 e 900 km di profondità sotto la superficie terrestre 3,4

Sorprendentemente, CaSiO3 è stato segnalato che la perovskite è stata scoperta in un diamante delle profondità della Terra proveniente dal Sud Africa nel 2018, tuttavia il gruppo di ricerca non aveva affermato che fosse ufficiale scopertahttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ di un nuovo minerale 5

Questa scoperta, insieme a ulteriori scoperte di altri minerali in futuro, dovrebbe arricchire la comprensione dell'evoluzione del mantello terrestre.  

***

Riferimenti:  

  1. Zhang Z., et al 2021. Conducibilità termica di CaSiO3 perovskite in condizioni di mantello inferiore. Physical Review B. Volume 104, Issue 18 – 1. Pubblicato il 4 novembre 2021. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 
  1. Fei, Y. 2021. Perovskite recuperata dal mantello inferiore, Science. Pubblicato l'11 novembre 2021. Vol 374, Issue 6569 pp. 820-821. Scienza (2021). DOI: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 
  1. Tschauner, O. et al. Scoperta di davemaoite, CaSiO3-perovskite, come minerale del mantello inferiore. Scienza. 11 novembre 2021. Vol 374, Issue 6569 pp. 891-894. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 
  1. Università del Nevada 2021. Notizie - Ricerca in breve: il primo minerale terrestre scoperto in natura. [Pubblicato il 15 novembre 2021. Disponibile online su https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  
  1. Nestola F., Korolev, N., Kopylova, M. et al. La perovskite CaSiO3 in diamante indica il riciclo della crosta oceanica nel mantello inferiore. Natura 555, 237-241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Giornalista scientifico | Editore fondatore della rivista scientifica europea

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