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地球で最も豊富な鉱物は、最終的に名前を持っています|アルゴンヌ国立研究所

そうすることで、ラスベガス大学の鉱物学者Oliver Tschauner率いる科学者チームは、地球で最も豊富な鉱物の定義を明らかにしました。 彼らの研究は、DOEのアルゴンヌ国立研究所にある米国エネルギー省(DOE)科学ユーザー施設のオフィスであるAdvanced Photon Sourceで行われました。

鉱物は1946年のノーベル賞受賞者と高圧研究パーシー-ブリッジマンの先駆者にちなんで命名されました。 この命名は、科学用語の厄介なギャップを修正する以上のものであり、深い地球の理解にも役立ちます。

地球の内層の構成を決定するために、科学者は極端な圧力と温度の下で材料をテストする必要があります。 何十年もの間、科学者たちは、高密度のペロブスカイト構造が地球の体積の38パーセントを占め、ブリッジマン石の化学的および物理的性質が地球のマントルを通る元素と熱の流れに大きな影響を与えると信じてきました。 しかし、鉱物は表面への旅行を生き残るために失敗したので、誰もその存在をテストし、証明することができませんでした–国際鉱物学協会によって名

1879年にオーストラリアに上陸した隕石のセクション。 ブリッジマン石は、小惑星の衝突の激しい、迅速な衝撃から形成され、暗い静脈に閉じ込められました。 画像クレジット:Tschauneretら、科学(2014)。

太陽系内の小惑星の衝突で発生する衝撃圧縮は、摂氏約2,100度(3,800度)、海面気圧の約240,000倍の圧力と同じ敵対的な条件を作り出します。 衝撃は地球の表面のような低圧の下に来るとき起こるBridgmaniteの故障を、禁じるには十分に速く起こります。 これらの衝突からの破片の一部は隕石として地球に落下し、ブリッジマン石は衝撃溶融静脈内で”凍結”します。 透過型電子顕微鏡を用いた隕石の以前の試験は、試料に放射線損傷を与え、不完全な結果を引き起こした。

だから、チームは新しい戦術を試すことにしました:回折分析のための非破壊的なマイクロ焦点X線と新しい高速読み出し領域検出器技術。 カリフォルニア工科大学とアルゴンヌ国立研究所のAPSのシカゴ大学が運営するX線ビームラインであるGeoSoilEnviroCARSのTschaunerと彼の同僚は、x線の高エネルギーを利用して隕石を貫通する能力を与え、その強烈な輝きを利用して損傷を引き起こすために放射線のほとんどを残した。

チームは、1879年にオーストラリアで墜落した非常にショックを受けたLコンドライト隕石Tenhamのセクションを調べました。 GSECARSビームラインは、高圧研究を行うための国内有数の場所の一つであるため、研究に最適でした。

ブリッジマナイト粒は天馬隕石ではまれであり、直径が1マイクロメートル未満である。 したがって、チームは、ブリッジマン石の集合体が同定され、構造および組成分析によって特徴付けられるまで、強く集束されたビームを使用し、高度に空間的に分解された回折マッピングを行わなければならなかった。

ブリッジマン石のこの最初の自然な標本は、いくつかの驚きが付属しています: それは合成サンプルのそれを越えて鉄の予想外に多量を、含んでいます。 天然のBridgmaniteには、ほとんどの合成サンプルよりもはるかに多くのナトリウムが含まれています。 従って自然なBridgmaniteの水晶化学は新しい水晶化学洞察力を提供します。 この天然のブリッジマナイトのサンプルは、将来の深いマントル岩の実験的研究を補完するものとなる可能性があります。

この研究に先立って、ブリッジマン石の特性に関する知識は、660キロメートル(410マイル)の深さ以下で230kbar(23GPa)を超える圧力で安定しているため、合成サン それが内部の地球から持ち出されるとき、より低い圧力はより少なく密な鉱物に戻ってそれを変形させます。 何人かの科学者はダイヤモンドのある包含がダイヤモンドが発掘されたと同時に変わったBridgmaniteによって残された印であることを信じる。

チームの結果は、ラスベガスのネバダ大学のO.Tschauner、カリフォルニア州パサデナのカリフォルニア工科大学のG.r.Rossmanによる”Discovery of bridgmanite,The most abundant mineral in Earth,in a shocked meteorite”としてサイエンス誌の28号に掲載された。;C.Prescher;V.B.Prakapenka At University of Chicago,IL.

この研究は、米国エネルギー省、NASA、およびNSFによって資金提供されました。

アルゴンヌ国立研究所は、科学技術における国家の問題を押すための解決策を模索しています。 国内初の国立研究所であるArgonneは、ほぼすべての科学分野で最先端の基礎および応用科学研究を行っています。 アルゴンヌの研究者は、何百もの企業、大学、連邦、州、地方自治体の研究者と緊密に協力して、特定の問題を解決し、アメリカの科学的リーダーシップを推進し、より良い未来のために国家を準備するのを助けます。 60以上の国からの従業員を使って。 アルゴンヌは、米国エネルギー省の科学局によってサポートされています。 Office of Scienceは、米国における物理科学の基礎研究の最大の支持者であり、私たちの時代の最も差し迫った課題のいくつかに対処するために取り組んでい より多くの情報のために、訪問して下さいscience.energy.gov.