Тайные процессы мантии: Земля сама создаёт необычные соединения

Международная группа исследователей при участии учёных Новосибирского государственного университета открыла новый класс соединений — ортокарбонаты, которые образуются при экстремально высоких температурах и давлениях. По данным специалистов, именно такие условия характерны для нижних слоёв земной мантии, прилегающих к ядру планеты. Открытие стало итогом десятилетнего исследования, сообщили в пресс-службе НГУ.

Карбонаты — это соли угольной кислоты, широко распространённые в природе. К ним относятся карбонаты кальция, магния, железа и натрия, которые в обычных условиях формируют многочисленные минералы.

Когда океанические литосферные плиты погружаются под континентальные на границах плит, карбонаты, находящиеся в их составе, подвергаются колоссальному давлению. Именно в этих условиях, как показали эксперименты, может происходить их превращение в принципиально новые соединения.

"Мы установили, что при больших давлениях и высоких температурах атомы в карбонатах перестраиваются. Этот процесс можно сравнить с переходом графита в алмаз. В обычных карбонатах углерод имеет треугольную координацию, а в ортокарбонатах — тетраэдрическую, как в алмазе. Мы предполагаем, что такие реакции, в частности образование ортокарбоната магния, происходят не только в лаборатории, но и в глубинных оболочках Земли, оказывая влияние на глобальный цикл углерода", — рассказал один из авторов работы, Павел Гаврюшкин.

Исследователи показали, что ортокарбонаты могут образовываться в результате реакций между карбонатами и оксидами при экстремальных параметрах. Для проверки гипотезы были проведены эксперименты с использованием источников синхротронного излучения, позволяющих воспроизводить и фиксировать процессы при сверхвысоких давлениях.

Открытие имеет фундаментальное значение: оно расширяет представления о поведении углерода внутри планеты. Понимание того, как карбонаты трансформируются в недрах Земли, позволяет точнее оценивать глубинные геохимические процессы и их вклад в глобальный углеродный цикл.

К исследованию, продолжавшемуся около десяти лет, присоединились специалисты из России, Японии, Словении, Швеции, США и Германии.