og dermed præciserede et team af forskere ledet af Oliver Tschauner, en mineralog ved University of Las Vegas, definitionen af Jordens mest rigelige mineral – en højdensitetsform af magnesiumjernsilicat, nu kaldet Bridgmanite-og definerede estimerede begrænsningsområder for dens dannelse. Deres forskning blev udført på Advanced Photon Source, ET US Department of Energy (DOE) Office of Science bruger facilitet placeret på Doe ‘ s Argonne National Laboratory.mineralet blev opkaldt efter 1946 nobelpristager og pioner inden for højtryksforskning Percy Bridgman. Navngivningen gør mere end at rette et irriterende hul i videnskabelig lingo; det vil også hjælpe vores forståelse af den dybe jord.

for at bestemme sammensætningen af Jordens indre lag skal forskere teste materialer under ekstremt tryk og temperaturer. I årtier har forskere troet, at en tæt perovskit-struktur udgør 38 procent af Jordens volumen, og at de kemiske og fysiske egenskaber ved Bridgmanit har stor indflydelse på, hvordan elementer og varme strømmer gennem Jordens kappe. Men da mineralet ikke overlevede turen til overfladen, har ingen været i stand til at teste og bevise dets eksistens – et krav om at få et navn af International Mineralogical Association.

Stødkompression, der forekommer i kollisioner af asteroidekroppe i solsystemet, skaber de samme fjendtlige forhold på den dybe jord-omtrent 2.100 grader Celsius (3.800 grader Farenheit) og tryk på omkring 240.000 gange større end lufttryk på havoverfladen. Chokket opstår hurtigt nok til at hæmme Bridgmanite-nedbrydningen, der finder sted, når det kommer under lavere tryk, såsom jordens overflade. En del af affaldet fra disse kollisioner falder på jorden som meteoritter, med Bridgmaniten “frosset” inden for en choksmeltevene. Tidligere test på meteoritter ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi forårsagede strålingsskader på prøverne og ufuldstændige resultater.

så holdet besluttede at prøve en ny taktik: ikke-destruktive mikrofokuserede røntgenstråler til diffraktionsanalyse og nye hurtiglæsningsområde-detektorteknikker. Tschauner og hans kolleger fra Caltech og GeoSoilEnviroCARS, en University of Chicago-opereret Røntgenstrålelinje ved APS ved Argonne National Laboratory, udnyttede røntgenstrålernes høje energi, som giver dem evnen til at trænge ind i meteoritten og deres intense glans, som efterlader lidt af strålingen bag for at forårsage skade.

holdet undersøgte et afsnit af den meget chokerede l-chondrite-meteorit Tenham, der styrtede ned i Australien i 1879. GSECARS beamline var optimal til undersøgelsen, fordi det er et af landets førende steder for udførelse af højtryksforskning.Bridgmanitkorn er sjældne i Tenhma-meteoritten, og de er mindre end 1 mikrometer i diameter. Holdet måtte således bruge en stærkt fokuseret stråle og udføre meget rumligt løst diffraktionskortlægning, indtil et aggregat af Bridgmanit blev identificeret og karakteriseret ved strukturel og kompositionsanalyse.

denne første naturlige prøve af Bridgmanite kom med nogle overraskelser: Den indeholder en uventet høj mængde jernjern ud over syntetiske prøver. Naturlig Bridgmanit indeholder også meget mere natrium end de fleste syntetiske prøver. Således giver krystalkemien af naturlig Bridgmanit nye krystalkemiske indsigter. Denne naturlige prøve af Bridgmanite kan tjene som et supplement til eksperimentelle undersøgelser af dybe mantelsten i fremtiden.

forud for denne undersøgelse har viden om Bridgmanites egenskaber kun været baseret på syntetiske prøver, fordi den kun forbliver stabil under 660 kilometer (410 miles) dybde ved tryk på over 230 kbar (23 GPa). Når det bringes ud af den indre jord, omdanner de lavere tryk det tilbage til mindre tætte mineraler. Nogle forskere mener, at nogle indeslutninger på diamanter er de mærker, der er efterladt af Bridgmanite, der ændrede sig, da diamanterne blev fundet.

holdets resultater blev offentliggjort i November 28-udgaven af tidsskriftet Science som “opdagelse af bridgmanite, det mest rigelige mineral i jorden, i en chokeret meteorit” af O. Tschauner ved University of Nevada i Las Vegas, N. V.; C. Ma; J. R. Beckett; G. R. Rossman ved California Institute of Technology i Pasadena, Californien.; C. Prescher; V. B. Prakapenka ved University of Chicago i Chicago, IL.

denne forskning blev finansieret af det amerikanske energiministerium, NASA og NSF.Argonne National Laboratory søger løsninger på presserende nationale problemer inden for videnskab og teknologi. Landets første nationale laboratorium, Argonne udfører førende grundlæggende og anvendt videnskabelig forskning inden for stort set alle videnskabelige discipliner. Argonne-forskere arbejder tæt sammen med forskere fra hundreder af virksomheder, universiteter og føderale, statslige og kommunale agenturer for at hjælpe dem med at løse deres specifikke problemer, fremme Amerikas videnskabelige ledelse og forberede nationen på en bedre fremtid. Med medarbejdere fra mere end 60 nationer. Argonne er støttet af Office of Science af det amerikanske energiministerium. Office of Science er den største enkeltstående tilhænger af grundforskning inden for de fysiske videnskaber i USA og arbejder på at tackle nogle af de mest presserende udfordringer i vores tid. For mere information, besøg venligst science.energy.gov.