Экстремальное сжатие силиката магния помогло воссоздать условия земной мантии
Американские физики синтезировали сверхплотную форму минерала бриджманита, а потом сжали образец вдвое, чтобы смоделировать условия мантии планеты. Оказалось, что материал из которого состоит мантия, более тугоплавкий, чем считалось до этого. Полученные результаты помогут больше узнать о планетах подобных Земле и их свойствах. Статья опубликована в Nature Communications.
Нижняя мантия Земли состоит в основном из минерала бриджманита, который представляет собой силикат магния. Бриджманит образуется при высоком давлении, которое создается внутри мантии планеты. Опускаясь глубже к ядру, он переходит в другую форму — постперовскит. Точные измерения плотности бриджманита и постперовскита в зависимости от давления и температуры могут сильно помочь в исследовании Земли и планет земного типа — мантии таких планет состоят в основном из смеси силикатов магния и железа.
Чем тяжелее планета, тем выше давление в мантии — при достижении планетой десяти земных масс давление в ее мантии будет составлять примерно 1400 гигапаскалей. Однако до сих пор максимальное статическое давление, которого удавалось достичь для бриджманита в лабораторных условиях, составляет 170 гигапаскалей при высокой температуре, и 260 — при комнатной. Исследование фазового состава при этом делается с помощью рентгенодифракционного анализа в ячейке с алмазными наковальнями. Такое давление можно получить с использованием ударного сжатия, но для построения фазовых диаграмм и исследования плавления вещества это не подходит, так как процесс плавления сильно зависит от исходной плотности материала.