Ученые обнаружили возможный минерал мантии

Долгое время считалось, что нижняя мантия Земли состоит из бриджманита (Mg,Fe)SiO₃ и магнезиовюстита (Mg,Fe)O, содержащих Fe²⁺. Эта точка зрения изменилась, когда эксперименты показали, что Fe²⁺ не может существовать при давлении и температуре нижней мантии. Вместо него присутствует Fe³⁺. Обе фазы — (Mg,Fe)SiO₃ и (Mg,Fe)O — теряют Fe²⁺, и остаются MgSiO₃ и MgO. Однако минерал, который содержит Fe³⁺, оставался неизвестным.

Теперь у ученых есть возможный ответ: маохокит, вновь открытый высокобарический минерал. Вместе с бриджманитом MgSiO₃ и магнезиовюститом MgO он может составлять нижнюю мантию Земли. Исследование, сообщающее об этом новом минерале, опубликовано в журнале Meteoritics & Planetary Science.

Маохокит был обнаружен командой Чэнь Мина из Гуанчжоуского института геохимии Китайской академии наук и Шу Цзиньфу из Центра передовых исследований науки и технологий высоких давлений. Минерал назван в честь Хокванга Мао в знак признания его большого вклада в исследования высоких давлений.

Минерал и его название были утверждены Комиссией по новым минералам, номенклатуре и классификации Международной минералогической ассоциации под обозначением IMA 2017-047.

Маохокит является высокобарическим минералом, который был найден в ударно-метаморфизованных породах кратера Сюянь в Китае. Он образовался в результате разложения ферромагнезиального карбоната через реакцию самоокисления-восстановления при температуре >900 °C и ударном давлении >25 ГПа (диапазон давлений, характерный для глубин более 670 км ниже поверхности Земли). В этой реакции Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺, а затем соединяется с Mg²⁺, образуя маохокит.

Состав маохокита — MgFe₂O₄, он имеет орторомбическую структуру типа CaFe₂O₄. Тот факт, что маохокит содержит магний и железо — два основных компонента нижней мантии, — усиливает гипотезу о том, что он может быть ее ключевым минералом.