03.11.2022
Кристаллографы геологического факультета МГУ совместно с коллегами из Сколковского института науки и технологий представили фундаментальную теоретическую работу о стабильных соединениях в системе CaO-Al2O3 при высоких давлениях, которые соответствуют диапазону давлений мантии нашей планеты. Алюминий – пятый по распространенности элемент в земной коре и мантии Земли. Однако то, как он кристаллизуется и концентрируется в глубинных геосферах, пока остается загадкой.
В работе ученые использовали эволюционный алгоритм USPEX, который искал и предсказывал стабильные соединения и их кристаллические структуры. Программа показала, что в диапазоне давлений 24-136 ГПа только одно соединение состава CaAl2O4 в системе CaO-Al2O3 оказывается стабильным. При давлениях выше 7 ГПа в исследуемой системе сложный оксид CaAl2O4 кристаллизуется в структурном типе CaFe2O4. Такое образование считается одним из главных кандидатов в собственные фазы алюминия в мантии Земли. Исследователи также построили полную фазовую диаграмму для системы CaO-Al2O3 при низких давлениях и показали многообразие стабильных и метастабильных кристаллических структур различного состава. Команде удалось предсказать неизвестную кристаллическую структуру алюмината кальция, которую ранее не могли установить по данным эксперимента.
«Методы теоретического моделирования на сегодняшний день позволяют исследовать свойства вещества при очень высоких давлениях, которые сложно достичь в лабораторных условиях. Поэтому одним из важных источников информации о веществе при высоких давлениях являются теоретические исследования. Нас, как геологов и кристаллографов, интересует фундаментальный вопрос о составе и строении кристаллических структур в глубинных геосферах нашей планеты. Данное исследование является ещё одним кирпичиком в понимании состава, строения и свойств мантии Земли», – прокомментировал соавтор исследования, и.о. декана геологического факультета МГУ, член-корр. РАН Николай Еремин.
Результаты работы были опубликованы в международном журнале Physics and Chemistry of Minerals
Пресс-служба МГУ
Фото: druzhniy-center.ru
Нет комментариев