Новый гидроксид алюминия стабилен при экстремально высоком давлении

Японские ученые впервые наблюдали новую фазу, ε-AlOOH, стабильную при давлениях выше 200 ГПа. Её открытие может повлиять на моделирование внутренней структуры и глубокой циркуляции воды на некоторых внесолнечных планетах, таких как суперземли, поскольку этот гидроксид способен хранить воду в их недрах.

Водород, транспортируемый в глубокие слои мантии в составе гидратированных минералов, играет ключевую роль в динамике и эволюции планет. Новые данные расширяют представления о стабильности водосодержащих фаз в условиях нижней манти Земли и других планетных недр. Эксперименты ранее проводились преимущественно в условиях, соответствующих верхним слоям мантии, тогда как данные для её нижних частей и других планет были ограничены.

В ходе in situ экспериментов с рентгеновской дифракцией на многонаковальневом прессе и в лазерно-нагреваемой алмазной наковальне (DAC) исследователи изучили поведение основных гидратированных фаз, включая CaCl₂-тип δ-AlOOH и его твёрдые растворы с FeOOH и MgSiO₄H₂, при рекордных давлениях до ~270 ГПа и температурах до 2500 K. При 190 ГПа и 2500 K δ-AlOOH трансформировался в новую фазу, ε-AlOOH. Ключевой вывод: гидроксиды образуют твёрдые растворы в широком диапазоне составов системы AlOOH–FeOOH–MgSiO₄H₂, что позволяет им хранить воду в глубоких недрах Земли, суперземель и каменистых ядер ледяных планет, независимо от их конкретного состава.