Un minerale trovato nei “difetti” di un diamante contiene la fonte di parte del calore terrestre

Una notizia che farà brillare gli appassionati di pietre e geologia riguarda un minuscolo frammento di roccia intrappolato all’interno di un diamante:

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Alcuni ricercatori, infatti, hanno individuato nel diamante un frammento di quello che sembrerebbe parte del mantello inferiore del nostro pianeta. Si tratta, nello specifico, di un minerale di silicato appena identificato soprannominato davemaoite che può formarsi esclusivamente nella parte più nascosta. È la prima volta che gli scienziati sono riusciti a dimostrare in modo definitivo che questo tipo di minerale del mantello inferiore – precedentemente previsto solo da esperimenti di laboratorio – esiste effettivamente in natura. Attraverso uno studio pubblicato su Science, il team ha chiamato il minerale per il noto geofisico sperimentale ad alta pressione Ho-kwang (Dave) Mao ( SN: 16/03/04 ). Il diamante con l’inclusione minerale rivelatrice proveniva da una miniera del Botswana e si è formato a profondità superiori a 660 chilometri, il limite superiore del mantello inferiore della Terra. Utilizzando tecniche analitiche tra cui la diffrazione dei raggi X, l’imaging a fluorescenza a raggi X e la spettroscopia a infrarossi, il mineralogista Oliver Tschauner dell’Università del Nevada, Las Vegas, e colleghi hanno identificato la composizione chimica e la struttura del nuovo minerale, classificandolo come un tipo di calcio perovskite di silicato:

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In precedenza, gli scienziati avevano stimato che almeno il 5-7% del mantello inferiore doveva essere costituito da questo minerale, afferma Tschauner. Ma è diabolicamente difficile osservare direttamente tali minerali della Terra profonda. Questo perché i minerali che sono stabili nelle intense pressioni del mantello inferiore – che si estende fino a 2.700 chilometri sotto la superficie terrestre – iniziano a riorganizzare le loro strutture cristalline non appena la pressione diminuisce. Anche il minerale più comune del pianeta, un silicato di ferro e magnesio del mantello inferiore noto come bridgmanite , era in gran parte teorico fino al 2014, quando si è scoperto che si trovava naturalmente all’interno di un meteorite che si era schiantato contro l’Australia con una forza che ha generato uno schiacciamento, profondo simile a un mantello. pressioni nella roccia ( SN: 27/11/14 ). Ad oggi, la bridgmanite è l’unico altro minerale di silicato ad alta pressione confermato in natura. I diamanti agiscono come capsule del tempo, bloccando le forme minerali originali durante il loro viaggio verso la superficie. La scoperta della davemaoite non è solo una conferma della sua esistenza, ma rivela anche l’ubicazione di alcune fonti di calore nelle profondità della Terra:

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Sebbene sia un minerale di silicato di calcio, la davemaoite ospita anche una galleria di elementi diversi che si insinuano nella sua struttura cristallina. Ciò include elementi radioattivi come uranio, torio e potassio, nonché elementi delle terre rare. Si è pensato a lungo che tali elementi radioattivi producessero circa un terzo del calore che circola nel mantello inferiore (gli altri due terzi sono rimasti dalla formazione originale del pianeta 4,55 miliardi di anni fa). Identificando la composizione chimica della davemaoite, i ricercatori possono ora confermare dove risiedono quegli elementi. Questo perché il diamante del Botswana conteneva anche una forma di ghiaccio ad alta pressione e un altro minerale ad alta pressione noto come wüstite ( SN: 3/8/18 ). La presenza di tali inclusioni ha contribuito a restringere le pressioni approssimative a cui potrebbe essersi formata la davemaoite: da qualche parte tra 24 miliardi di pascal e 35 miliardi di pascal, dice Tschauner. È difficile dire esattamente a quale profondità corrisponda, aggiunge. Ma la scoperta collega direttamente la generazione di calore (i materiali radioattivi), il ciclo dell’acqua (il ghiaccio) e il ciclo del carbonio (rappresentato dalla formazione del diamante stesso), tutto nel mantello profondo, dice Tschauner.

Un altro aspetto intrigante di questo nuovo minerale è che è sorprendentemente ricco di potassio rispetto alle previsioni di laboratorio, afferma Sang-Heon Shim, geofisico presso l’Arizona State University di Tempe. La maggior parte degli sforzi sperimentali per creare il minerale ha prodotto “perovskite di silicato di calcio quasi puro“, afferma Shim. Gli scienziati possono solo ipotizzare in questo momento quale fosse la fonte del potassio extra, ma questa composizione inaspettata suggerisce che il mantello inferiore potrebbe essere un mix più eterogeneo di quanto si pensasse, con una complessità difficile da prevedere dai soli studi di laboratorio. A proposito di diamanti, ecco i link ad alcune guide utili per gli appassionati:

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Fonte studio scientifico: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8568

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