การค้นพบแร่ดินภายใน Davemaoite (CaSiO3-perovskite) บนพื้นผิวโลก

แร่ Davemaoite (CaSiO3-perovskite ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีมากเป็นอันดับสามในชั้นแมนเทิลตอนล่างของ โลก ภายใน) ถูกค้นพบบนพื้นผิวของ โลก สำหรับครั้งแรก. พบถูกขังอยู่ในเพชร Perovskite พบได้ตามธรรมชาติเฉพาะในชั้นล่างของชั้นแมนเทิลด้านในเท่านั้น โลก ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก การค้นพบการตกแต่งภายในครั้งแรกนี้ โลก แร่ธาตุในธรรมชาติมีความสำคัญต่อธรณีวิทยาเพื่อให้เข้าใจถึงพลวัตของความลึกได้ดียิ่งขึ้น โลก.  

Perovskite เป็นแร่ธาตุที่ประกอบด้วยแคลเซียมไททาเนียมออกไซด์ (CaTiO₃). แร่อื่น ๆ ที่มีโครงสร้างผลึกคล้ายคลึงกันเรียกว่า perovskite สิ่งนี้ทำให้ perovskite เป็นกลุ่มของสารประกอบที่มีโครงสร้างผลึกประเภทเดียวกับ CaTiO₃ (โครงสร้าง perovskite)    

Perovskite แคลเซียมซิลิเกต (CaSiO₃-perovskite หรือ CaPv) เป็นแร่ธาตุที่สำคัญเพราะเป็นแร่ธาตุที่มีมากเป็นอันดับสาม¹ (7% โดยปริมาตร) ในเสื้อคลุมชั้นล่างของ โลก ภายในและมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงความร้อนของ โลก ภายใน เพื่อวางสิ่งต่าง ๆ ในมุมมองของสามชั้นของ โลกชั้นแมนเทิลระหว่างแกนกลางที่ได้รับความร้อนสูงอย่างหนาแน่นกับชั้นเปลือกโลกชั้นนอกบาง ๆ คิดเป็น 84% ของ โลก ปริมาตรรวมในขณะที่ชั้นแมนเทิลชั้นล่างเพียงอย่างเดียวประกอบด้วยร้อยละ 55 ของ โลก และขยายจากความลึก 670 และ 2900 กม. ตารางด้านล่างแสดงภาพรวมของสถานที่ของเพอร์รอฟสไกต์ โลก ภายใน  

ตาราง: สถานที่ของชั้นที่อุดมสมบูรณ์ของ perovskite ภายในโลก  

เพอร์รอฟสกี้พร้อมกับแร่ธาตุอื่นๆ ในชั้นแมนเทิลมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของความลึก โลก เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อนจากแกนกลางสู่พื้นผิว เรียกว่าการพาความร้อนของเนื้อโลก แม้จะมีความอุดมสมบูรณ์และมีความสำคัญ แต่เพอร์รอฟสไกต์ไม่เคยถูกดึงออกมาจากชั้นล่างของเนื้อโลก เพราะมันสูญเสียโครงสร้างไปเมื่อถูกดึงออกจากสภาวะแรงดันสูง  

ขณะนี้นักวิจัยได้รายงานแล้ว การค้นพบ ของแคลเซียมซิลิเกตเพอรอฟสกี้เป็นการรวมเพชรไว้ในตัวอย่างธรรมชาติ เพชรเม็ดนี้ถูกพบในเหมือง Orapa ประเทศบอตสวานาเมื่อหลายสิบปีก่อน และถูกซื้อโดยนักขุดแร่ของสหรัฐอเมริกาในปี 1987 ทีมนักวิจัยได้ศึกษาเพชรเม็ดนี้มาสองสามปีเพื่อหาว่ามีเพชรที่ติดอยู่ลึกลงไป-โลก แร่.  

ทีมวิจัยที่นำโดย Oliver Tschauner ได้ใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ซิงโครตรอนเพื่อศึกษาโครงสร้างภายในของจุดมืดขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กมากในเพชรที่คิดว่าเป็นเพอร์รอฟสไคต์จากชั้นเสื้อคลุมด้านล่าง และสามารถค้นหาหลักฐานที่แน่ชัดของลูกบาศก์ CaSiO3-perovskite ที่เก็บรักษาไว้เชิงโครงสร้าง ที่นั่น².  

การศึกษาเชิงโครงสร้างและเคมีเพิ่มเติมระบุว่าแร่มีโพแทสเซียมติดอยู่จำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าเพอร์รอฟสไกต์นี้สามารถเป็นแหล่งอาศัยขององค์ประกอบที่สร้างความร้อนหลักได้สามองค์ประกอบ (ก่อนหน้านี้รู้จักยูเรเนียมและทอเรียม) ซึ่งมีอิทธิพลต่อการสร้างความร้อนใน โลก ภายใน พวกเขาตั้งชื่อแร่นี้ว่า “davemaoite” (ตามนักธรณีฟิสิกส์ หอกวาง “เดฟ” เหมา) ซึ่งได้รับการอนุมัติให้เป็นแร่ธรรมชาติชนิดใหม่ นักวิจัยคิดว่าแร่นี้อาจมาจากชั้นแมนเทิลชั้นล่างที่ลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกประมาณ 650 ถึง 900 กิโลเมตร ^3,4. 

น่าแปลกที่ CaSiO₃ มีรายงานว่าเพอร์รอฟสไกต์ถูกค้นพบในเพชรน้ำลึกจากแอฟริกาใต้ในปี 2018 อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยไม่ได้อ้างสิทธิ์อย่างเป็นทางการ Discoveryhttps://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/biology/discovery-of-nitrogen-fixing-cell-organelle-nitroplast-in-a-eukaryotic-algae/ ของแร่ธาตุชนิดใหม่ ⁵. 

การค้นพบนี้ ร่วมกับการค้นพบแร่ธาตุอื่นๆ ในอนาคต ควรเสริมสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของชั้นเนื้อโลก  

***

อ้างอิง:  

1. จางซี อัล et 2021. การนำความร้อนของ CaSiO₃ perovskite ที่สภาวะเสื้อคลุมที่ต่ำกว่า Physical Review B. Volume 104, Issue 18 – 1 Published 4 พฤศจิกายน 2021 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 

2. เฟย,Y. พ.ศ. 2021 Perovskite ดึงมาจากเสื้อคลุมด้านล่าง วิทยาศาสตร์ Published 11 Nov 2021. Vol 374, Issue 6569 pp. 820-821. วิทยาศาสตร์ (2021). ดอย: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 

3. ชอนเนอร์, โอ. อัล et. การค้นพบ davemaoite, CaSiO3-perovskite เป็นแร่ธาตุจากเสื้อคลุมด้านล่าง ศาสตร์. 11 พ.ย. 2021 ปีที่ 374 ฉบับที่ 6569 หน้า 891-894 ดอย: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 

4. University of Nevada 2021 ข่าว – งานวิจัยโดยย่อ: แร่ธรณีภายในที่ค้นพบครั้งแรกในธรรมชาติ [โพสต์เมื่อ 15 พฤศจิกายน 2021 ออนไลน์ได้ที่ https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  

5. Nestola, F. , Korolev, N. , Kopylova, M. อัล et. CaSiO3 perovskite ในเพชรบ่งบอกถึงการรีไซเคิลเปลือกโลกในมหาสมุทรเข้าไปในเสื้อคลุมด้านล่าง ธรรมชาติ 555, 237–241 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25972  

***