Bir Elmasın Çatlaklarında Bulunan Mineral, Dünya'nın Isısının Bir Kısmının Kaynağını İçeriyor

Bir elmasın içine hapsolmuş küçük bir kaya parçası, şimdi gezegenin alt mantosunun neye benzediğine dair yepyeni bir pencere açıyor. Araştırmacılar, 12 Kasım tarihli Science dergisinde, elmasın içinde yalnızca Dünya'nın alt mantosunda oluşabilen davemaoit olarak adlandırılan yeni tanımlanmış bir silikat minerali olduğunu bildirdi. Bilim insanları daha önce sadece laboratuvar deneylerinden tahmin edilen bu tür alt manto mineralinin aslında doğada var olduğunu kesin olarak kanıtlamayı ilk kez başardılar. Ekip, minerali tanınmış deneysel yüksek basınçlı jeofizikçi Ho-kwang Mao'ya verdi.

Belirgin mineral içermesini taşıyan elmas, bir Botsvana madeninden gelir ve Dünya'nın alt mantosunun üst sınırı olan 660 kilometreden fazla derinliklerde oluşur. Las Vegas, Nevada Üniversitesi'nden mineralog Oliver Tschauner ve meslektaşları, X-ışını kırınımı, X-ışını floresan görüntüleme ve kızılötesi spektroskopi gibi analitik teknikleri kullanarak, yeni mineralin kimyasal yapısını bir kalsiyum silikat perovskit türü olarak belirlediler.

Tschauner, bilim insanlarının daha önce alt mantonun yaklaşık yüzde 5 ila yüzde 7'sinin bu mineralden oluşması gerektiğini tahmin ettiklerini söylüyor. Ancak bu tür derin Dünya minerallerini doğrudan gözlemlemek son derece zordur. Bunun nedeni Dünya yüzeyinin 2.700 kilometre altına kadar uzanan alt mantonun yoğun basınçlarında kararlı olan minerallerin, basınç kalkar kalkmaz kristal yapılarını yeniden düzenlemeye başlamasıdır. Gezegenin en yaygın minerali olan bridgmanit olarak bilinen bir alt manto magnezyum demir silikat bile, 2014 yılına kadar büyük ölçüde teorikti. Avustralya'ya ezici, derin manto benzeri bir kuvvetle çarpan bir göktaşı içinde doğal olarak meydana geldiği keşfedildi. Bugüne kadar, bridgmanit, doğada var olduğu onaylanmış diğer tek yüksek basınçlı silikat mineralidir.

Elmaslar yüzeye yolculuklarında orijinal mineral formlarında kilitlenerek zaman kapsülleri gibi davranırlar. Davemaoitin keşfi yalnızca varlığının bir teyidi değil, aynı zamanda Dünya'nın derinliklerindeki bazı ısı kaynaklarının yerini de ortaya koyuyor. Bir kalsiyum silikat minerali olmasına rağmen, davemaoit, kristal yapısına sızan farklı elementlerden oluşan bir galeriye de ev sahipliği yapar. Buna uranyum, toryum ve potasyum gibi radyoaktif elementlerin yanı sıra nadir toprak elementleri de dahildir. Bu tür radyoaktif elementlerin uzun zamandır alt mantoda dolaşan ısının yaklaşık üçte birini ürettiği düşünülüyordu (diğer üçte ikisi, gezegenin 4.55 milyar yıl önceki orijinal oluşumundan arta kalanlar). Araştırmacılar, davemaoitin kimyasal yapısını tanımlayarak artık bu elementlerin nerede bulunduğunu doğrulayabilirler. Bunun nedeni Botsvana elmasının aynı zamanda yüksek basınçlı bir buz formunun yanı sıra wüstite olarak bilinen başka bir yüksek basınçlı mineral içermesidir. Keşif, derin mantoda ısı üretimini (radyoaktif maddeler), su döngüsünü (buz) ve karbon döngüsünü (elmas oluşumuyla temsil edilir) doğrudan ilişkilendirir, diyor Tschauner.

Tempe'deki Arizona Eyalet Üniversitesi'nde jeofizikçi olan Sang-Heon Shim, bu yeni mineralin bir başka ilgi çekici yanının, laboratuvar tahminleriyle karşılaştırıldığında potasyum açısından şaşırtıcı derecede zengin olduğunu söylüyor. Shim, minerali oluşturmaya yönelik çoğu deneysel çabanın “neredeyse saf kalsiyum silikat perovskit” ile ortaya çıktığını söylüyor. Bilim insanları şu anda sadece ekstra potasyum için kaynağın ne olduğunu tahmin edebilirler, ancak bu beklenmedik bileşim, alt mantonun düşünülenden daha alacalı bir karışım olabileceğini ve karmaşıklığın tek başına laboratuvar çalışmalarından tahmin edilmesinin zor olabileceğini ima ediyor.

 

Kaynak:

https://www.sciencenews.org/article/mineral-diamond-davemaoite-earth-mantle-heat