Geologi: Kristal sulit dipahami yang diprediksi beberapa dekade lalu ditemukan dalam DIAMOND dari mantel bawah bumi

Sebuah kristal yang sulit dipahami, diprediksi beberapa dekade lalu, akhirnya ditemukan terperangkap dalam berlian dari dalam bumi.

Perovskit kalsium silikat tekanan tinggi – mineral yang diprediksi pada tahun 1967 tetapi tidak pernah terlihat di alam sebelumnya – ditemukan dalam berlian dari mantel bawah bumi.

Para peneliti yang dipimpin oleh University of Nevada menggunakan difraksi sinar-X sinkrotron untuk mengkarakterisasi senyawa kristal yang mereka beri nama “davemaoite”.

Berdasarkan hasil mereka, davemaoite kini telah dikonfirmasi sebagai mineral baru oleh Asosiasi Mineralogi Internasional.

Pemilihan nama ini merupakan penghormatan atas karya ahli geofisika Cina-Amerika terkemuka Ho-Kwang ‘Dave’ Mao di bidang petrologi cangkang dalam.

Berlian yang termasuk davemaoite terbentuk lebih dari 410 mil (660 km) di bawah tanah dan digali di Tambang Orapa di Botswana.

Para ahli dari University of Nevada menggunakan difraksi sinar-X sinkrotron pada berlian (foto) untuk mengkarakterisasi senyawa kristal yang mereka beri nama “davemaoite”.

“Tidak ada yang sebelumnya berhasil mengekstraksi kalsium silikat bertekanan tinggi dari mantel bawah bumi”, berkomentar Yingwei Fei, ahli geofisika dari Carnegie Institution for Science di Washington DC, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Ini, jelasnya, “karena perovskit kalsium silikat bertekanan tinggi adalah” tak terhapuskan “yang berarti ia tidak dapat mempertahankan strukturnya setelah dikeluarkan dari lingkungan bertekanan tinggi.

Pada awal tahun 1975, para ilmuwan di Australian National University berhasil mensintesis fase tekanan tinggi ini di laboratorium dengan menekan kalsium silikat dalam apa yang disebut “sel landasan berlian”, yang dipanaskan hingga 1.400–1.800 ° C dengan laser.

Sampel alami yang diperoleh para peneliti, menurut Dr. Fei, “menunjukkan pola difraksi sinar-X yang konsisten dengan fase tekanan tinggi kalsium silikat perovskit sintetis.”

Studi ini dilakukan oleh University of Nevada, ahli mineral Las Vegas Oliver Tschauner dan rekan-rekannya yang sebelumnya juga menemukan satu-satunya sampel alami lain dari mineral bertekanan tinggi, bridgmanite, dalam meteorit yang disetrum.

Kalsium silikat perovskit, tim menjelaskan, adalah salah satu mineral paling penting secara geokimia di mantel bawah bumi, terutama karena mengonsentrasikan unsur-unsur yang tidak sesuai di mantel atas bumi.

Ini termasuk unsur tanah jarang dan isotop radioaktif berumur panjang seperti thorium dan uranium, yang memberikan kontribusi penting terhadap pemanasan mantel bumi.

“Pengamatan kami menunjukkan bahwa davemaoite juga mengandung potasium dalam strukturnya selain uranium dan thorium,” tulis para peneliti dalam makalah mereka.

“Oleh karena itu, kemunculan davemaoite regional dan global mempengaruhi keseimbangan panas mantel dalam, di mana mineral tersebut stabil secara termodinamika.”

Para peneliti yang dipimpin oleh University of Nevada menggunakan difraksi sinar-X sinkrotron untuk mengkarakterisasi senyawa kristal yang mereka beri nama “davemaoite”. Berdasarkan hasil mereka, davemaoite telah dikonfirmasi sebagai mineral baru oleh Asosiasi Mineralogi Internasional. Dalam gambar: cahaya insiden, close-up berlian dalam berkas sinar-X (kiri) dan peta difraksi sinar-X yang menunjukkan inklusi davemaoite di tengah (kanan)

“Karya oleh Tschauner et al. membangkitkan harapan untuk penemuan fase tekanan tinggi yang sulit lainnya di alam, baik melalui pencarian yang cermat pada berlian dengan asal yang dalam atau pada meteorit yang sangat terkejut, ”tulis Yingwei Fei dalam perspektif terkait.

“Pengambilan sampel langsung dari mantel bawah yang tidak dapat diakses akan mengisi kesenjangan pengetahuan kita dalam komposisi kimia dan heterogenitas seluruh mantel planet kita.”

Hasil lengkap dari penelitian ini dipublikasikan di jurnal Sains.

Berlian yang termasuk davemaoite terbentuk lebih dari 610 mil (660 km) di bawah permukaan – dan digali di Tambang Orapa di Botswana