Zinātnieki jau sen bija sprieduši, ka šis minerāls varētu būt visai izplatīts Zemes mantijā, taču – līdz šim nebija neviena tieša pierādījuma tā eksistencei. Runa ir par deivmaoītu – noteiktas kristāliskās struktūras kalcija silikātu (CaSiO3). Nu izdevumā "Science" publicētā pētījumā pirmo reizi izpētīts un aprakstīts pirmais šī minerāla paveida "taustāms" paraugs. Starptautiskā Mineraloģijas asociācija to apstiprinājusi un atzinusi par jaunu minerālu.
Zemes mantijā, kur valda milzu spiediens un liels karstums, notiek dīvainas un apbrīnojamas lietas. Minerāli ar vienādu ķīmisko uzbūvi maina savu struktūru. Viena no CaSiO3 struktūrām ir visai plaši sastopama. Tas ir volastonīts, ko izmanto daudz un dažādās rūpniecības jomās – kā piedevu krāsu, laku, dažādu plastmasas izstrādājumu ražošanā. Taču dažus simtus kilometru dziļumā kalcija silikāts ieņem perovskīta kristālisko struktūru un attiecīgi ir jau jauns minerāls – deivmaoīts. Virszemē to neatrast, jo tas savu struktūru saglabā pastāvēt tikai augstas temperatūras un ļoti liela spiediena apstākļos. Virzoties tuvāk virszemei un sarūkot spiedienam, deivmaoīta struktūra noārdās, tas pārtop par citiem minerāliem.
Taču, ja nu deivmaoītu no Zemes dzīlēm izceltu "kapsulā", kas to pasargā un neļauj noārdīties? Tieši šādu lomu acīmredzami izpildījis Botstvānā pirms daudzām desmitgadēm atrasts dimants. Zinātnieki lēš, ka tas veidojies Zemes mantijā aptuveni 600 kilometru dziļumā. Izdevums "Nature" raksta, ka dimantu 1987. gadā kāds dīleris pārdevis Kalifornijas Tehnoloģiju institūta Pasadenā minerālu ekspertam Džordžam Rosmanam. Pirms dažiem gadiem Rosmans ar kolēģiem, tostarp nupat izdevumā "Science" publicētā pētījuma vadošo autoru Oliveru Šauneru, sācis rūpīgu dimanta izpēti.
Šajā dimantā (attēlā apakšā) tad arī uziets deivmaoīta paraugs.
Foto: Aaron Celestian, Natural History Museum of Los Angeles County
"Atklājums nāca kā pārsteigums," vietnei "Live Science" atzina pētījuma vadošais autors Olivers Šauners.
Viņš ar kolēģiem dimantu izpētīja ar metodi, ko sauc par rentgenstaru difrakciju. Augstas enerģijas rentgenstarojums ar mikroskopisku precizitāti tiek virzīts uz noteiktiem punktiem dimantā. Mērot gan leņķi, gan intensitāti atstarotajam starojumam, pētnieki var atšifrēt, kas dimantā iekšā, vienkāršoti procesu skaidro Šauners. Deivmaoīta paraugs dimantā arī nav neko dižs – vien dažus mikrometrus liels. Ar mazāk jutīgām analīzes metodēm to diez vai kāds būtu pamanījis.
Šāda kalcija silikāta kristāliskā struktūra var veidoties tikai tādos temperatūras un spiediena apstākļos, kādi ir Zemes mantijā dziļumā starp 660 un 900 kilometriem. Laboratoriskos apstākļos reproducējot šādu vidi, zinātniekiem iepriekš izdevies radīt augstspiediena versiju kalcija silikātam ar perovskīta kristālisko struktūru, kas ļāvis izvirzīt hipotēzes, ka šādam minerālam jāeksistē arī dabā attiecīgajā dziļumā, taču līdz šim neviens dabā atrasts paraugs nebija analizēts.
Deivmaoīts, kurš savu nosaukumu ieguvis par godu ķīniešu izcelsmes ģeofiziķim Hovanam (Deivam) Mao, pētnieku ieskatā pilda arī visai būtisku lomu tajā, kā Zemes dzīlēs rodas un tiek vadīts siltums. Deivmaoīts galvenokārt sastāv no kalcija silikāta, taču var piesaistīt arī radioaktīvus urāna, torija un kālija izotopus. Šie izotopi ģenerē daudz siltuma. Šauners spriež, ka deivmaoīts varētu sastādīt piecus līdz septiņus procentus materiāla Zemes mantijas apakšējā slānī, taču ir vienīgais no trim galvenajiem tur sastopamajiem minerāliem, kas spēj piesaistīt urāna un torija izotopus, un attiecīgi radioaktīvās sabrukšanas rezultātā izdalīt siltumenerģiju.
"Nature" vēsta, ka 2018. gadā viena pētnieku komanda jau ziņojusi par dimantā atrastu kalcija silikāta perovskītu, taču toreiz zinātnieku grupa to nepieteica kā oficiālu jauna minerāla atklājumu. Šaunera komanda ar to nevilcinājās.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
