Küçük bir elmasın içine hapsolmuş, alt mantonun yüzde 5’ini oluşturan daha önce hiç görülmemiş bir mineralin daha küçük kristalleri var.

toprak


11 Kasım 2021

elmas

İçinde davemaoit kristalleri olan bir elmas

Aaron Celestian, Los Angeles County Doğa Tarihi Müzesi

Botswana’da bulunan eski bir elmas, Dünya’nın derinliklerinden gelen daha önce hiç görülmemiş bir mineral içeriyor. Davemaoit olarak adlandırılan mineral, derin Dünya kimyasına benzersiz bir pencere sağlar.

Orapa, Botswana’da bir madende çıkarılan elmas, yaklaşık 4 milimetre genişliğinde ve 81 miligram ağırlığında. 1987’de bir satıcı elmasları California Teknoloji Enstitüsü’nde elmaslar üzerinde çalışan bir bilim adamına sattı, ancak ne satıcı ne de bilim adamı bunun ne kadar özel olduğu hakkında hiçbir fikri yoktu.

Şu anda California’daki Los Angeles County Doğa Tarihi Müzesi’nde bulunan elmas, daha yakın zamanda Las Vegas’taki Nevada Üniversitesi’nden Oliver Tschauner tarafından analiz edildi. Dünya’nın derin iç kısmı hakkında bize neler söyleyebileceklerini görmek için “süper derin elmaslar” olarak bilinenleri arıyor.

Çoğu elmas yeraltında 120 ila 250 kilometre oluşturur, ancak süper derin çeşitlilikteki elmaslar, yüzeyin 660 kilometre altında başlayan Dünya’nın alt mantosunda doğar.

Tschauner ve meslektaşları, X-ışınlarını kullanarak Botsvana elmasına baktıklarında, içinde sıkışmış başka bir mineralin küçük kristallerini keşfettiler. Elması kesmek ve bu kristalleri çıkarmak için bir lazer kullandılar, sonra da neyden yapıldığını görmek için kütle spektrometrisi adı verilen bir teknik kullandılar.

Minik kristallerin, alt mantoda var olduğu teorik olarak ortaya konan ancak daha önce hiç gözlemlenmemiş bir kalsiyum silikat formu olduğu ortaya çıktı. İçindeki moleküller, perovskite yapı olarak bilinen özel bir kübik düzenleme alır.

Esas olarak kalsiyum, silikon ve oksijen içeren bu özel perovskitin atomik bileşimi, yalnızca basıncın Dünya yüzeyinde bulunandan 200.000 kat daha fazla olduğu alt mantoda yaşanan aşırı koşullar altında oluşabileceğini gösteriyor. Yüzey koşulları altında, kalsiyum silikat tipik olarak iğne benzeri kristallere sahip volastonit adı verilen beyaz bir mineral olarak bulunur.

Tschauner ve meslektaşları, Washington DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nde derin Dünya bilimcisi Ho-Kwang “Dave” Mao’nun onuruna yeni kalsiyum silikat minerali davemaoit adını verdiler.

Normal olarak, davemaoit’in kristal yapısı, basınçtaki büyük düşüş nedeniyle Dünya’nın yüzeyine çıkarılsaydı parçalanırdı. Ancak sert bir elmasın içinde sıkışıp kaldığı için, muhtemelen 100 milyon ila 1,5 milyar yıl süren Orapa madenine kadar olan uzun yolculuğunda korunmuştu.

Tschauner, “Elması kırdığımızda, davemaoit yaklaşık bir saniye bozulmadan kaldı, sonra mikroskop altında genişlediğini ve şiştiğini ve temelde cama dönüştüğünü gördük” diyor.

Davemaoit’in, Dünya’nın alt mantosunun yaklaşık yüzde 5’ini oluşturduğu düşünülüyor ve mineralin, çürürken Dünya’yı ısıtan uranyum, toryum ve potasyum-40 gibi radyoaktif elementlere de ev sahipliği yapabileceği kuramsallaştırıldığı için önemli. Avustralya’daki Melbourne Üniversitesi’nden David Phillips, “Bu radyoaktif elementler olmasaydı, Dünya şimdiye kadar soğumuş olurdu” diyor.

Phillips, Botsvana elmasında bulunan davemaoitin aynı zamanda bir miktar sodyum ve potasyum içerdiğini, bu elementlerin manto derinliğinde değil de esas olarak Yerkabuğunda yer aldığı düşünüldüğünden şaşırtıcı olduğunu söylüyor. “Bu, yüzey malzemesinin mantoya geri dönüştürüldüğünü gösteriyor.”

Tschauner ve diğer araştırmacılar, daha fazla gizli mineral bulma umuduyla süper derin elmaslar için avlarını sürdürüyorlar. Bu zorlu bir süreçtir, çünkü pırlantaları sığ veya derin kökenli ayırt etmenin basit bir yolu yoktur ve derin çeşitliliğin nerede bulunacağını bilmenin hiçbir yolu yoktur. Tschauner, “Sorun, tam olarak nereye bakacağımızı bilmememiz” diyor.

Dergi referansı: Bilim, DOI: 10.1126/science.abm4742

Bu konular hakkında daha fazlası:



#Yeni #mineral #Yerin #altında #oluşan #bir #elmasta #Davemaoit #keşfedildi