Ученые обнаружили новые формы полевых шпатов

В экспериментах при высоком давлении ученые обнаружили новые формы распространенного минерала полевого шпата. При умеренных температурах эти ранее неизвестные разновидности стабильны при давлениях, соответствующих верхней мантии Земли, где обычный полевой шпат существовать не может. Это открытие может изменить взгляд на холодные субдуцирующие плиты и интерпретацию сейсмологических данных, как сообщает команда ученых во главе с Анной Пахомовой из Немецкого синхротронного центра (DESY) и Леонидом Дубровинским из Баварского геоинститута в журнале Nature Communications.

Полевые шпаты составляют около 60% земной коры. При обычных условиях атомы алюминия и кремния в их кристаллической решетке образуют тетраэдры AlO₄ и SiO₄. Ученые подвергли распространенные полевые шпаты (анортит, альбит и микроклин) давлению до 27 ГПа, используя синхротронное излучение. Выше 10 ГПа были обнаружены новые высокобарические полиморфы. Их образование вызвано сильными геометрическими искажениями тетраэдров, в результате которых атомы алюминия и кремния приобретают дополнительных соседей, образуя более плотные структуры.

Эксперименты при высоких температурах показали, что высокобарическая фаза анортита сохраняется при температурах до 600 °C и давлении 15 ГПа. Такие условия могут существовать в зонах субдукции — областях столкновения литосферных плит. Это указывает, что в холодных субдукционных зонах высокобарические фазы полевых шпатов могут сохраняться на глубинах верхней мантии, что потенциально влияет на динамику погружающихся плит и сейсмические сигнатуры.