由爱媛大学(还有东京工业大学、东京大学等)助理教授西正行领导的研究小组发现,具有由铁、水和氧组成的新晶体结构的氢氧化铁是在地幔深处的超高温高压环境中稳定,其存在在世界上首次被揭示。研究成果发表在国际科学期刊《自然》(网络版)上。
据估计,地球内部可以储存的水的质量是地球表面海水的数倍。水与地球表面的岩石发生反应形成含水矿物,板块俯冲将其输送到地球深处的地幔(30至2,900公里深)。然而,负责水输送的氢氧化铁(一种含水矿物)在 1,900 个大气压下脱水和水解,对应于 80 公里的深度,据说水无法输送到任何更深的深度。
这一次,研究小组使用K计算机等超级计算机进行了基于量子力学的理论计算,预测氢氧化铁在80万个大气压左右不会分解,而是转变为黄铁矿(pyrite)型晶体结构。在大型辐射设施SPring-8上,使用超高压发生器向氢氧化铁施加相当于地幔深处的高压,证明了理论预测的晶体结构变化和氢的存在。结构。
这一发现推翻了氢氧化铁在地幔深部脱水水解的常规理论,有望阐明水在地幔深部的作用和循环。本次证明的新结构氢氧化铁很可能在地幔与地核的边界处即使在高压下也能稳定存在,地球深部水的普遍循环和地幔上升流(羽流)在地幔核心边界处。据认为,它将极大地影响地球深部的物质组成和运动,例如水的出现和水在作为地幔主要物质的铁水中的溶解。地球的核心。
纸张信息:[性质] FeOOH的黄铁矿型高压形式