Od kilku dekad skład mineralny płaszcza ziemskiego jest przedmiotem licznych badań mineralogów na całym świecie. Niestety z uwagi na ekstremalne warunki ciśnienia i temperatury panujące na tych głębokościach (od kilkudziesięciu do 2900 km) nie możemy znaleźć w skałach na powierzchni minerałów budując płaszcz. Większość badań bazuje na laboratoryjnych eksperymentach w sztucznych warunkach.
Czytaj też: Gigantyczne lawiny błotne w Wenezueli. Nagrania ukazują, co się stało po rekordowych deszczach
Warto dodać, że wiedza na temat płaszcza Ziemi jest kluczowa, ponieważ stanowi on aż 84 proc. objętości naszej planety (w tym sam dolny płaszcz – 55 proc.) oraz wpływa na rozkład kontynentów, budowę skorupy ziemskiej i wiele zjawisk magmatycznych. Dolny płaszcz i jego skład mineralny stał się przedmiotem badań naukowców z Uniwersytetu Stanowego Michigan i Uniwersytetu Stanowego Arizony. Wyniki ich prac przeczytamy w Nature.
Wnętrze Ziemi z nowym minerałem
Do tej pory eksperymenty laboratoryjne wskazywały na obecność trzech kluczowych minerałów w dolnym płaszczu – ferroperyklazu, czyli tlenku magnezu i żelaza oraz dwóch minerałów o strukturze perowskitu – bridgmanitu i davemaoitu. Pierwszy z nich to krzemian magnezu, a drugi – krzemian wapnia.
Bridgmanit oraz davemaoit mają podobną strukturę i w normalnych warunkach mogłyby się łączyć. Jednak z nieznanego powodu pozostają oddzielnymi minerałami. Badacze postanowili przeprowadzić eksperyment wysokotemperaturowy w inny sposób, aby poznać sekret tych minerałów – zamiast stopniowo zwiększać temperaturę i ciśnienie pieca, zrobili to dynamicznie i w ciągu jednej sekundy osiągnęli warunki 1650-2000 stopni Celsjusza.
Okazało się, że zamiast dwóch oddzielnych minerałów o strukturze perowskitu uzyskali tylko jeden minerał z grupy perowskitów. Zatem wywnioskowano, że w odpowiednio wysokich temperaturach rzędu tysięcy stopni Celsjusza występuje inny minerał niż dotychczas sądzono i jest to według doniesień badaczy bridgmanit bogaty w wapń.
Czytaj też: Pył i burze piaskowe w europejskich miastach? Możliwe! Wystarczy jeden warunek, aby tak się stało
Odkrycie to zupełnie zmienia rozumowanie o mineralogii dolnego płaszcza, która jest nieco prostsza. Zamiast trzech minerałów w najgłębszych warstwach tej części Ziemi mogą być tylko dwa. Ponadto stało się jasne, że górny płaszcz i dolny płaszcz ziemski mają odmienną charakterystykę i nie można ich analizować wspólnie.