Ein schwer fassbarer Kristall, der vor Jahrzehnten vorhergesagt wurde, wird in einem DIAMANT aus mehr als 410 Meilen unter der Erdoberfläche entdeckt
- Die Hochdruckform von Calciumsilikat-Perowskit wurde 1967 vorhergesagt
- Aber in der Natur war es noch nie gesehen worden, weil es bei Umgebungsbedingungen instabil ist
- Experten der University of Nevada fanden eine Probe in einem Diamanten aus Botswana
- Sie charakterisierten seine Struktur und gaben ihm den formalen Namen “Davemaoite”.
Ein schwer fassbarer Kristall, der vor Jahrzehnten vorhergesagt wurde, wurde endlich entdeckt, der in einem Diamanten aus der Tiefe der Erde gefangen ist.
Hochdruck-Calciumsilikat-Perowskit – ein Mineral, das 1967 vorhergesagt wurde, aber noch nie zuvor in der Natur gesehen wurde – wurde in einem Diamanten aus dem unteren Erdmantel gefunden.
Forscher unter der Leitung der University of Nevada verwendeten Synchrotron-Röntgenbeugung, um die kristalline Verbindung zu charakterisieren, die sie “Davemaoit” nannten.
Aufgrund ihrer Ergebnisse wurde Davemaoit nun von der International Mineralogical Association als neues Mineral bestätigt.
Die Namenswahl würdigt die Arbeit des bedeutenden chinesisch-amerikanischen Geophysikers Ho-Kwang ‘Dave’ Mao auf dem Gebiet der Tiefmantel-Petrologie.
Der Diamant mit dem Davemaoit-Einschluss wurde mehr als 610 Meilen (660 km) unter der Erdoberfläche gebildet und in der Orapa-Mine in Botswana ausgegraben.
Hochdruck-Calciumsilikat-Perowskit – ein schwer fassbares Mineral, das 1967 vorhergesagt wurde, aber noch nie zuvor in der Natur gesehen wurde – wurde in einem Diamanten aus dem unteren Erdmantel gefunden (im Bild)
Experten der University of Nevada verwendeten Synchrotron-Röntgenbeugung am Diamanten (im Bild), um die kristalline Verbindung zu charakterisieren, die sie “Davemaoit” nannten.
“Niemand hat zuvor erfolgreich ein Hochdruck-Calciumsilikat aus dem unteren Erdmantel gewonnen”, kommentierte Yingwei Fei, ein Geophysiker von der Carnegie Institution for Science in Washington DC, der nicht an der Studie beteiligt war.
Dies, erklärte er, “weil der Hochdruck-Calciumsilikat-Perowskit “unlöschbar” ist, was bedeutet, dass er seine Struktur nicht beibehalten kann, nachdem er aus seiner Hochdruckumgebung entfernt wurde.
Bereits 1975 gelang es Wissenschaftlern der Australian National University, diese Hochdruckphase im Labor zu synthetisieren, indem sie Calciumsilikat in einer sogenannten „Diamantambosszelle“ verpressten, die mit einem Laser auf 1.400–1.800°C erhitzt wurde.
Die von den Forschern erhaltene natürliche Probe, so Dr. Fei, “zeigt ein Röntgenbeugungsmuster, das mit dem der synthetischen Calciumsilikat-Perowskit-Hochdruckphase übereinstimmt.”
Die Studie wurde vom Mineralogen Oliver Tschauner von der University of Nevada, Las Vegas, und seinen Kollegen durchgeführt, die zuvor auch die einzige andere natürliche Probe eines Hochdruckminerals, Bridgmanit, in einem geschockten Meteoriten entdeckten.
Calciumsilikat-Perowskit, erklärte das Team, ist eines der geochemisch wichtigsten Mineralien im unteren Erdmantel, vor allem weil es Elemente konzentriert, die im oberen Erdmantel nicht kompatibel sind.
Dazu gehören Seltenerdelemente und langlebige radioaktive Isotope wie Thorium und Uran, die einen wichtigen Beitrag zur Erwärmung des Erdmantels leisten.
“Unsere Beobachtungen zeigen, dass Davemaoit in seiner Struktur neben Uran und Thorium auch Kalium enthält”, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
“Daher beeinflussen die regionalen und globalen Vorkommen von Davemaoit den Wärmehaushalt des tiefen Mantels, wo das Mineral thermodynamisch stabil ist.”
Forscher unter der Leitung der University of Nevada verwendeten Synchrotron-Röntgenbeugung, um die kristalline Verbindung zu charakterisieren, die sie “Davemaoit” nannten. Aufgrund ihrer Ergebnisse wurde Davemaoit von der International Mineralogical Association als neues Mineral bestätigt. Im Bild: ein Auflicht, Nahaufnahme des Diamanten im Röntgenstrahl (links) und eine Röntgenbeugungskarte, die in der Mitte den Davemaoit-Einschluss zeigt (rechts)
„Die Arbeit von Tschauner et al. weckt Hoffnung auf die Entdeckung anderer schwieriger Hochdruckphasen in der Natur, entweder durch sorgfältige Suche in Diamanten mit tiefem Ursprung oder in stark geschockten Meteoriten“, schreibt Yingwei Fei in einer verwandten Perspektive.
“Eine solche direkte Probenahme des unzugänglichen unteren Erdmantels würde unsere Wissenslücke in der chemischen Zusammensetzung und Heterogenität des gesamten Erdmantels unseres Planeten füllen.”
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Der Diamant mit dem Davemaoit-Einschluss wurde mehr als 610 Meilen (660 km) unter der Erdoberfläche gebildet – und wurde in der Orapa-Mine in Botswana ausgegraben