Исследователи выявили необычные характеристики поведения карбоната железа при экстремально высоких температурах и давлении, характерных для мантии нашей планеты.
В состав международной группы ученых, проводящих исследования, вошли специалисты из России (Лейла Исмаилова, научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколтеха), Франции, aufblasbarer hindernisparcours Ученые из Германии, Италии и США выявили уникальные характеристики поведения карбоната железа при экстремально высоких температурах и давлении, характерных для мантии Земли.
Карбонаты представляют собой одни из наиболее распространенных углеродсодержащих соединений в мантии Земли. Они также обнаруживаются в виде включений в глубоководных алмазах, что служит прямым подтверждением их образования на глубине более 700 км. Ученые продемонстрировали, vendita gonfiabile percorso ad ostacoli что в таких экстремальных условиях структура карбоната реорганизовывается таким образом, что углерод в составе карбонатов привлекает дополнительный атом углерода и принимают форму тетраэдра.
В ходе исследования было установлено два новых соединения, содержащие по одному модифицированному карбонату и обладающие высокой стабильностью на значительных глубинах. Результаты работы были опубликованы в авторитетном научном издании Nature Communications.
В недрах Земли действуют чрезвычайно жесткие условия: давление превышает миллион атмосфер, а температура достигает 2200 °C. При таких параметрах большинство химических соединений, стабильных на поверхности планеты, перестают существовать. В рамках данной работы исследователи представили новые вещества, способные выдерживать подобные условия, и объяснили механизм, обеспечивающий их устойчивость, а также описали возможные реакции с их участием.
Чтобы воспроизвести условия, существующие в недрах мантии Земли, ученые использовали нагреваемые лазером алмазные наковальни для создания высокого давления и температуры. Кристаллы, размер которых составлял всего 10-15 микрон, помещались между двумя алмазами, на которые фокусировался лазерный луч.
Для исследования образцов использовали синхротронное рентгеновское излучение в Европейском ускорительном центре (European Synchrotron Radiation Facility, Франция) и на американском ускорительном комплексе (Advanced Photon Source, США). Это позволило провести анализ их состава и структуры. В ходе исследований были зафиксированы незначительные изменения в энергетических характеристиках атомов железа, что является важным фактором для определения состояния новых карбонатов железа в условиях высокого давления.
Анализ полученных данных указывает на возможность формирования уникальной кристаллической структуры с исключительной стабильностью. Она способна сохранять свою организацию на значительной глубине в мантии – не менее 2500 км, что почти достигает границы между мантией и ядром Земли. Исследователи пришли к выводу, что реакция самоокисления железа способствует сохранению карбонатов в недрах мантии, где они могут играть роль в процессе образования алмазов.