Ученые геологического факультета МГУ и их коллеги из Сколковского института науки и технологий изучили стабильные соединения в системе CaO-Al2O3 в условиях высоких давлений, соответствующих диапазону давлений мантии Земли. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.
Алюминий является пятым по распространенности элементом, который содержит земная кора, однако специалистам пока неизвестен процесс его кристаллизации и концентрации в глубинных геосферах.
В работе ученые применили алгоритм USPEX, который искал и предсказывал стабильные соединения и их кристаллические структуры. В результате выяснилось, что в диапазоне давлений 24-136 ГПа только одно соединение состава CaAl2O4 в системе CaO-Al2O3 оказывается стабильным. Если давление составляло более 7 ГПа в исследуемой системе, сложный оксид CaAl2O4 кристаллизуется в структурном типе CaFe2O4. Данное образование считают одним из ведущих в собственные фазы алюминия в мантии Земли.
Также специалисты построили диаграмму фаз для системы CaO-Al2O3 при низких давлениях и продемонстрировали ряд кристаллических структур различного состава. Они смогли предсказать неизвестную кристаллическую структуру алюмината кальция, которая была неустановленной 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», – отметил соавтор исследования, член-корреспондент РАН Николай Еремин.
По его словам, работа позволила приблизиться к пониманию состава, свойств и строения мантии Земли.
@ООО"НИИСС"/ Юлия Захарова
