ja samalla Las Vegasin yliopiston mineralogin Oliver Tschaunerin johtama tutkijaryhmä selvensi maan runsaimman mineraalin – magnesiumrautasilikaatin tiheän muodon, jota nykyään kutsutaan Bridgmaniitiksi-määritelmää ja määritteli arvioidut rajoitusalueet sen muodostumiselle. Heidän tutkimuksensa tehtiin Advanced Photon Source, Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) Office of Science User Facility, joka sijaitsee DOE: n Argonne National Laboratoryssa.

mineraali on nimetty vuoden 1946 nobelistin ja korkeapainetutkimuksen uranuurtajan Percy Bridgmanin mukaan. Nimeäminen ei ainoastaan korjaa harmillista aukkoa tieteellisessä kielenkäytössä; se myös auttaa meitä ymmärtämään syvää maata.

selvittääkseen maan sisempien kerrosten rakenteen tiedemiehet joutuvat testaamaan materiaaleja äärimmäisessä paineessa ja lämpötiloissa. Tiedemiehet ovat vuosikymmeniä uskoneet, että tiheä perovskiittirakenne muodostaa 38 prosenttia maapallon tilavuudesta ja että Bridgmaniitin kemiallisilla ja fysikaalisilla ominaisuuksilla on suuri vaikutus siihen, miten alkuaineet ja lämpö virtaavat maan vaipan läpi. Mutta koska mineraali ei selvinnyt matkasta pinnalle, kukaan ei ole kyennyt testaamaan ja todistamaan sen olemassaoloa – mikä on kansainvälisen mineralogisen Yhdistyksen nimen saamisen edellytys.

aurinkokunnan asteroidikappaleiden törmäyksissä tapahtuvat Iskupuristukset luovat samat vihamieliset olosuhteet maan syvyyksille-noin 2 100 celsiusastetta (3 800 Farenheit – astetta) ja noin 240 000 kertaa merenpinnan ilmanpainetta suuremmat paineet. Isku tapahtuu riittävän nopeasti estääkseen Bridgmaniitin hajoamisen, joka tapahtuu, kun se joutuu alempaan paineeseen, kuten maan pinnalle. Osa näistä törmäyksistä syntyvästä romusta putoaa maahan meteoriitteina, jolloin Bridgmaniitti ”jäätyy” iskusulasuonen sisään. Aikaisemmat kokeet meteoriiteilla siirtoelektronimikroskopialla aiheuttivat näytteille säteilyvaurioita ja puutteellisia tuloksia.

niinpä tiimi päätti kokeilla uutta taktiikkaa: tuhoamattomia mikrotarkennettuja röntgensäteitä diffraktioanalyysiin ja uudenlaisia nopeasti luettavia alueilmaisintekniikoita. Tschauner ja hänen kollegansa Caltech ja GeoSoilEnviroCARS, University of Chicago-operated X-ray beamline at APS at Argonne National Laboratory, hyödynsi röntgensäteiden korkea energia, joka antaa heille mahdollisuuden läpäistä meteoriitti, ja niiden voimakas brilliance, joka jättää vähän säteilyä takana aiheuttaa vahinkoa.

ryhmä tutki osaa erittäin järkyttyneestä L-kondriittimeteoriitti tenhamista, joka syöksyi maahan Australiassa vuonna 1879. GSECARS beamline oli tutkimuksen kannalta optimaalinen, koska se on yksi maan johtavista korkeapainetutkimuksen suorituspaikoista.

Bridgmaniittijyvät ovat harvinaisia Tenhman meteoriitissa, ja ne ovat halkaisijaltaan alle 1 mikrometrin kokoisia. Näin ollen tiimin oli käytettävä voimakkaasti kohdistettua sädettä ja suoritettava erittäin spatiaalisesti ratkaistua diffraktiokartoitusta, kunnes bridgmaniitin aggregaatti tunnistettiin ja sille oli ominaista rakenne-ja Koostumusanalyysi.

Tämä ensimmäinen luonnollinen bridgmaniittiyksilö toi mukanaan yllätyksiä: Siinä on yllättävän paljon rautarautaa, enemmän kuin synteettisissä näytteissä. Luonnollinen Bridgmaniitti sisältää myös paljon enemmän natriumia kuin useimmat synteettiset näytteet. Näin luonnollisen Bridgmaniitin kidekemia tarjoaa uusia kristallikemikaalisia oivalluksia. Tämä luonnollinen näyte Bridgmaniitti voi toimia täydentää kokeellisia tutkimuksia syvä vaipan kiviä tulevaisuudessa.

ennen tätä tutkimusta tieto Bridgmaniitin ominaisuuksista on perustunut vain synteettisiin näytteisiin, koska se pysyy stabiilina vain alle 660 kilometrin (410 Mailin) syvyydessä yli 230 kbarin (23 GPa) paineessa. Kun se tuodaan ulos maan sisäosista, alemmat paineet muuttavat sen takaisin vähemmän tiheiksi mineraaleiksi. Jotkut tutkijat uskovat, että jotkin sulkeumat timanteissa ovat Bridgmaniitin jättämiä jälkiä, jotka muuttuivat timanttien kaivettua esiin.

ryhmän tulokset julkaistiin Science-lehden marraskuun 28.päivän numerossa nimellä ”Discovery of bridgmanite, the most abundant mineral in Earth, in a shocked meteorite” O. Tschaunerin toimesta Nevadan yliopistossa Las Vegasissa, N. V.; C. Ma; J. R. Beckett; G. R. Rossman California Institute of Technologyssa Pasadenassa, Califissa.; C. Prescher; V. B. Prakapenka Chicagon yliopistossa Chicagossa, IL.

tutkimusta rahoittivat Yhdysvaltain energiaministeriö, NASA ja NSF.

Argonnen kansallinen laboratorio etsii ratkaisuja tieteen ja teknologian kiireellisiin kansallisiin ongelmiin. Maan ensimmäinen kansallinen laboratorio, Argonne tekee huippuluokan perus-ja soveltavan tieteellisen tutkimuksen lähes kaikilla tieteenaloilla. Argonne tutkijat tekevät tiivistä yhteistyötä tutkijoiden satoja yrityksiä, yliopistot, ja liittovaltion, valtion ja kuntien virastojen auttaa heitä ratkaisemaan erityisiä ongelmia, edistää Amerikan tieteellinen johtajuus ja valmistella kansakunnan parempaa tulevaisuutta. Työntekijöitä yli 60 maasta. Argonnea tukee Yhdysvaltain energiaministeriön Tiedetoimisto. Office of Science on suurin yksittäinen tukija perustutkimuksen fysikaalisten tieteiden Yhdysvalloissa, ja pyrkii vastaamaan joitakin kiireellisimpiä haasteita aikamme. Lisätietoja saat osoitteesta science.energy.gov.