Экстремальные эксперименты с перовскитом могут дать представление о недрах Земли и глубоких землетрясениях

Ученые-материаловеды из Калифорнийского университета в Сан-Диего провели мощные лазерные ударные эксперименты с минералом перовскитом, чтобы лучше понять геофизические процессы в глубоких недрах Земли и механизмы землетрясений на большой глубине. Исследование опубликовано в журнале Acta Materialia.

Перовскиты — это класс материалов, используемых в световых технологиях, таких как солнечные элементы, светодиоды и лазеры. Они также являются самыми распространенными минералами в мантии Земли. Два самых распространенных минерала-перовскита мантии, бриджманит и волластонит, трудно изучать напрямую, поскольку они нестабильны в стандартных лабораторных условиях. В новом исследовании ученые использовали аналог — химически иной, но структурно похожий минерал титанат кальция — и высокомощную лазерную ударную компрессию для воссоздания экстремальных давлений и температур земных глубин.

Было обнаружено, что под ударным воздействием титанат кальция деформируется больше как металл, образуя плотные сети линейных и плоских дефектов, в отличие от полного разупорядочения (аморфизации), типичного для ковалентных материалов, таких как алмаз. Эти данные могут объяснить, как мантийные породы реагируют на напряжение, и дают новое представление о процессах, вызывающих глубокофокусные землетрясения на глубинах в сотни километров, а также о последствиях ударов метеоритов по планетам.