și făcând acest lucru, o echipă de oameni de știință condusă de Oliver Tschauner, mineralog la Universitatea din Las Vegas, a clarificat definiția celui mai abundent mineral al Pământului – o formă de înaltă densitate de silicat de fier de magneziu, numit acum Bridgmanite-și a definit intervale de constrângere estimate pentru formarea sa. Cercetarea lor a fost efectuată la Advanced Photon Source, un Birou al Departamentului de energie al SUA (DOE), Situat la laboratorul național Argonne al DOE.

mineralul a fost numit după laureatul Nobel din 1946 și pionierul cercetării de înaltă presiune Percy Bridgman. Denumirea face mai mult decât să fixeze un decalaj supărător în limbajul științific; de asemenea, ne va ajuta să înțelegem pământul adânc.

pentru a determina structura straturilor interioare ale Pământului, oamenii de știință trebuie să testeze materialele sub presiune și temperaturi extreme. Timp de decenii, oamenii de știință au crezut că o structură densă de perovskit reprezintă 38% din volumul Pământului și că proprietățile chimice și fizice ale Bridgmanitei au o influență mare asupra modului în care elementele și căldura curg prin mantaua Pământului. Dar, din moment ce mineralul nu a reușit să supraviețuiască călătoriei la suprafață, nimeni nu a reușit să – și testeze și să-și dovedească existența-o cerință pentru obținerea unui nume de către Asociația Internațională de Mineralogie.

compresia șocurilor care are loc în coliziunile corpurilor asteroizilor din Sistemul solar creează aceleași condiții ostile ale pământului adânc-aproximativ 2.100 de grade Celsius (3.800 de grade Farenheit) și presiuni de aproximativ 240.000 de ori mai mari decât presiunea aerului la nivelul mării. Șocul are loc suficient de repede pentru a inhiba defalcarea Bridgmanitei care are loc atunci când se află sub presiune mai mică, cum ar fi suprafața Pământului. O parte din resturile din aceste coliziuni cade pe Pământ ca meteoriți, cu Bridgmanitul „înghețat” într-o venă topită de șoc. Testele anterioare pe meteoriți folosind microscopie electronică de transmisie au provocat deteriorarea radiațiilor probelor și rezultate incomplete.

echipa a decis să încerce o nouă tactică: raze X nedistructive micro-focalizate pentru analiza difracției și tehnici noi de citire rapidă a detectorului de zonă. Tschauner și colegii săi de la Caltech și GeoSoilEnviroCARS, o linie de raze X operată de Universitatea din Chicago la APS la Laboratorul Național Argonne, au profitat de energia ridicată a razelor X, care le oferă capacitatea de a pătrunde în meteorit și de strălucirea lor intensă, care lasă puțin din radiații în urmă pentru a provoca daune.

echipa a examinat o secțiune a meteoritului l-chondrite Tenham, care s-a prăbușit în Australia în 1879. Linia fasciculului GSECARS a fost optimă pentru studiu, deoarece este una dintre locațiile de frunte ale națiunii pentru efectuarea cercetărilor de înaltă presiune.

granulele Bridgmanite sunt rare în meteoritul Tenhma și au un diametru mai mic de 1 micrometru. Astfel, echipa a trebuit să utilizeze un fascicul puternic focalizat și să efectueze o cartografiere de difracție foarte rezolvată spațial până când un agregat de Bridgmanit a fost identificat și caracterizat prin analize structurale și compoziționale.

acest prim specimen natural de Bridgmanite a venit cu câteva surprize: Conține o cantitate neașteptat de mare de fier feric, dincolo de cea a probelor sintetice. Bridgmanitul Natural conține, de asemenea, mult mai mult sodiu decât majoritatea probelor sintetice. Astfel, chimia cristalelor de Bridgmanite naturale oferă noi perspective chimice de cristal. Acest eșantion natural de Bridgmanit poate servi ca o completare a studiilor experimentale ale rocilor adânci de manta în viitor.

înainte de acest studiu, cunoștințele despre proprietățile Bridgmanite s-au bazat doar pe probe sintetice, deoarece rămâne stabilă doar sub 660 kilometri (410 mile) adâncime la presiuni de peste 230 kbar (23 GPa). Când este scos din pământul interior, presiunile inferioare îl transformă înapoi în minerale mai puțin dense. Unii oameni de știință cred că unele incluziuni pe diamante sunt urmele lăsate de Bridgmanite care s-au schimbat pe măsură ce diamantele au fost dezgropate.

rezultatele echipei au fost publicate în numărul din 28 noiembrie al revistei Science ca „descoperirea bridgmanitei, cel mai abundent mineral de pe Pământ, într-un meteorit șocat”, de O. Tschauner la Universitatea Nevada din Las Vegas, N. V.; C. Ma; J. R. Beckett; G. R. Rossman la Institutul de Tehnologie din California din Pasadena, California.; C. Prescher; V. B. Prakapenka la Universitatea din Chicago din Chicago, IL.

această cercetare a fost finanțată de Departamentul de energie al SUA, NASA și NSF.

Laboratorul Național Argonne caută soluții la problemele naționale presante în știință și tehnologie. Primul laborator național al națiunii, Argonne desfășoară cercetări științifice de bază și aplicate de vârf în aproape fiecare disciplină științifică. Cercetătorii Argonne lucrează îndeaproape cu cercetători din sute de companii, universități și agenții federale, de stat și municipale pentru a-i ajuta să-și rezolve problemele specifice, să avanseze conducerea științifică a Americii și să pregătească națiunea pentru un viitor mai bun. Cu angajați din peste 60 de țări. Argonne este susținută de Biroul de știință al Departamentului de energie al SUA. Biroul de știință este cel mai mare susținător al cercetării de bază în științele fizice din Statele Unite și lucrează pentru a aborda unele dintre cele mai presante provocări ale timpului nostru. Pentru mai multe informații, vă rugăm să vizitați science.energy.gov.