Viên kim cương đặc biệt chứa thứ vật chất chưa từng thấy trên Trái đất
Loại khoáng chất mà các nhà khoa học không nghĩ nó tồn tại trên Trái đất đã được tìm thấy một cách bất ngờ trong một viên kim cương.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science cho biết một viên "kim cương sâu" đặc biệt đã vô tình bọc được một ít davemaoite.
Được đặt theo tên nhà địa vật lý nổi tiếng Ho-kwang (Dave) Mao, khoáng chất này là ví dụ đầu tiên về perovskite canxi silicat áp suất cao (CaSiO3) được tìm thấy trên Trái đất .
Một dạng khác của CaSiO3, được gọi là wollastonite, thường được tìm thấy trên toàn cầu, nhưng davemaoite có cấu trúc tinh thể chỉ hình thành dưới áp suất và nhiệt độ cao trong lớp phủ của Trái đất. Ngược lại sự phân bố của khoáng chất này cũng ảnh hưởng đến lượng nhiệt trong lớp phủ sâu và quyết định cách tái tạo lớp vật chất nằm ở nơi cách bề mặt tới hàng trăm km.
Davemaoite từ lâu đã được kỳ vọng là một khoáng chất quan trọng về mặt địa hóa trong lớp phủ của Trái đất nhưng giới khoa học chưa bao giờ tìm thấy bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào về sự tồn tại của nó vì nó phân hủy thành các khoáng chất khác khi di chuyển về phía bề mặt và áp suất giảm.
Cận cảnh viên kim cương chứa khoáng chất davemaoite. Ảnh: Đại học British Columbia.
Tuy nhiên, phân tích một viên kim cương được tìm thấy ở Orapa, Botswana, hình thành trong lớp phủ cách bề mặt Trái đất khoảng 660 km, đã tiết lộ một mẫu davemaoite nguyên vẹn bị mắc kẹt bên trong. Do đó, Hiệp hội khoáng vật học quốc tế đã xác nhận davemaoite là một khoáng chất mới.
Theo đó nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà địa hóa học Yingwei từ Viện Khoa học Carnegie và nhà khoáng vật học Oliver Tschauner từ Đại học Nevada đã phát hiện ra mẫu davemaoite bằng một kỹ thuật được gọi là nhiễu xạ tia X synctron. Kỹ thuật này tập trung chùm tia X năng lượng cao vào một số điểm nhất định bên trong viên kim cương với độ chính xác cực nhỏ. Mẫu davemaoite bên trong viên kim cương có kích thước chỉ vài micromet (phần triệu mét), vì vậy các kỹ thuật lấy mẫu kém hiệu quả hơn sẽ bỏ sót nó.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra một nửa lượng canxi trong davemaoite đã được thay thế bằng các nguyên tố khác, chủ yếu là kali. Có thể chính điều này đã giúp cấu trúc đặc biệt của davemaoite được bảo tồn trong chuyến hành trình xuyên lòng đất, ngoài độ bền chắc của lớp vỏ kim cương.
Các nhà khoa học còn đưa ra giả thuyết, khoáng chất này có thể chứa các nguyên tố vi lượng khác, bao gồm uranium và thorium, giải phóng nhiệt thông qua phân rã phóng xạ. Do đó, davemaoite có thể giúp tạo ra một lượng nhiệt đáng kể trong lớp phủ.
Minh Hoa (t/h theo Người Lao Động, Tiền Phong)