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ケイ酸塩ペロブスカイトは、ペロブスカイト構造に配置された場合、(Mg,Fe)SiO 3 (マグネシウム端成分はブリッジマナイトと呼ばれる[1] ) またはCaSiO 3 (ケイ酸カルシウムはダベマオアイトとして知られる)のいずれかになります。ケイ酸塩ペロブスカイトは地球の表面では安定しておらず、主に地球のマントルの下部、深さ約670〜2,700 km (420〜1,680マイル) に存在します。これらは、フェロペリクレースとともに下部マントルの主な鉱物相を形成していると考えられています。
発見
マントル内にケイ酸塩ペロブスカイトが存在することが初めて示唆されたのは1962年で、MgSiO 3とCaSiO 3はともに1975年以前に実験的に合成されていました。1970年代後半までには、マントル内の約660 kmの地震不連続面が、オリビン組成のスピネル構造鉱物からフェロペリクレースを含むケイ酸塩ペロブスカイトへの変化を表しているのではないかと提案されていました。
天然のケイ酸塩ペロブスカイトは、激しい衝撃を受けたテナム隕石から発見されました。[2] [3] 2014年、国際鉱物学会（IMA）の新鉱物・命名・分類委員会（CNMNC）は、ペロブスカイト構造の（Mg,Fe）SiO 3にブリッジマナイトという名称を承認しました。[1] これは、 1946年に高圧研究でノーベル物理学賞を受賞した物理学者パーシー・ブリッジマンに敬意を表した名前です。 [4]
2021年にペロブスカイト構造のCaSiO 3が天然ダイヤモンドの包有物として発見されました。この鉱物にはデイブマオアイトという名前が付けられました。[5]
構造
ペロブスカイト構造（鉱物ペロブスカイトで初めて特定された）は、一般式ABX 3の物質に存在します。ここで、Aは大きな陽イオンを形成する金属で、通常はマグネシウム、第一鉄、カルシウムです。Bは小さな陽イオンを形成する別の金属で、通常はシリコンですが、微量の第二鉄とアルミニウムも存在することがあります。Xは通常酸素です。構造は立方晶系になることがあります。ただし、イオンの相対的なサイズが厳密な基準を満たしている場合のみです。通常、ペロブスカイト構造の物質は、結晶格子の歪みのために対称性が低く、ケイ酸塩ペロブスカイトは斜方晶系です。[6]
発生
安定範囲
ブリッジマナイトはエンスタタイトの高圧多形であるが、地球上では主にフェロペリクレースとともに、約 660 km の深さ、つまり約 24 GPa の圧力でリングウッダイト（高圧型のオリビン）の分解によって形成される。 [6] [7]この遷移の深さはマントルの温度に依存し、マントルのより冷たい領域ではわずかに深く、より暖かい領域ではより浅く起こる。[8]リングウッダイトからブリッジマナイトおよびフェロペリクレースへの遷移は、マントル 遷移帯の底部と下部マントルの上部を示す。ブリッジマナイトは深さ約 2700 km で不安定になり、等化学的にポストペロブスカイトに変化する。[9]
カルシウムケイ酸塩ペロブスカイトはブリッジマナイトよりもわずかに浅い深さで安定し、約500 kmで安定し、下部マントル全体で安定した状態を保ちます。[9]
豊富
ブリッジマナイトはマントルで最も豊富な鉱物です。ブリッジマナイトとカルシウムペロブスカイトの割合は、全体的な岩相とバルク組成によって異なります。熱分解岩とハルツバージャイト岩相では、ブリッジマナイトが鉱物組成の約80％を占め、カルシウムペロブスカイトは10％未満です。エクロジャイト岩相では、ブリッジマナイトとカルシウムペロブスカイトがそれぞれ約30％を占めています。[9]マグネシウムケイ酸塩ペロブスカイトは、おそらく地球で最も豊富な鉱物相です。[3]
ダイヤモンドの存在
カルシウムケイ酸塩ペロブスカイトは、地球の表面でダイヤモンドの包有物として確認されています。[10]ダイヤモンドはマントルの深部で高圧下で形成されます。ダイヤモンドの優れた機械的強度により、この圧力の大部分は格子内に保持され、カルシウムケイ酸塩などの包有物が高圧状態で保存されます。
変形
下部マントルの最上部の条件下での多結晶MgSiO 3の実験的変形は、ケイ酸塩ペロブスカイトが転位クリープ機構によって変形することを示唆している。これは、マントルで観測される地震異方性を説明するのに役立つかもしれない。 [11]
参照
参考文献
- ^ ab "ブリッジマナイト". Mindat.org .
- ^ 富岡直孝、藤野清志（1997年8月22日）。「テンハム隕石中の天然（Mg,Fe）SiO 3 -イルメナイトおよび-ペロブスカイト」。サイエンス。277 （5329 ）：1084– 1086。Bibcode：1997Sci ...277.1084T。doi ：10.1126/science.277.5329.1084。PMID 9262473 。
- ^ ab Tschauner, Oliver; Ma, Chi; Beckett, John R.; Prescher, Clemens; Prakapenka, Vitali B.; Rossman, George R. (2014年11月27日). 「衝撃を受けた隕石から地球で最も豊富な鉱物であるブリッジマナイトを発見」(PDF) . Science . 346 (6213): 1100– 1102. Bibcode :2014Sci...346.1100T. doi :10.1126/science.1259369. PMID 25430766. S2CID 20999417.
- ^ Wendel, JoAnna (2014年6月10日). 「ノーベル物理学者にちなんで名付けられた鉱物」. Eos, Transactions American Geophysical Union . 95 (23): 195. Bibcode :2014EOSTr..95R.195W. doi :10.1002/2014EO230005.
- ^ Tschauner, O.; Huang, S.; Yang, S.; Humayun, M.; Liu, W.; Gilbert Corder, SN; Bechtel, HA; Tischler, J.; Rossman, GR (2021). 「下部マントルからの鉱物として、CaSiO3-ペロブスカイトであるダベマオアイトの発見」. Science . 374 (6569): 891– 894. Bibcode :2021Sci...374..891T. doi :10.1126/science.abl8568. PMID 34762475. S2CID 244039905.
- ^ ab Hemley, RJ; Cohen RE (1992). 「珪酸塩ペロブスカイト」. Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 20 : 553–600 . Bibcode :1992AREPS..20..553H. doi :10.1146/annurev.ea.20.050192.003005.
- ^ Agee, Carl B. (1998). 「上部マントルと遷移帯における相転移と地震構造」 Hemley, Russell J (編)超高圧鉱物学pp. 165– 204. doi :10.1515/9781501509179-007. ISBN 978-1-5015-0917-9。
- ^ Flanagan, Megan P.; Shearer, Peter M. (1998 年 2 月 10 日). 「スタッキング前駆体による遷移帯速度不連続面の地形のグローバル マッピング」. Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 103 (B2): 2673– 2692. Bibcode :1998JGR...103.2673F. doi :10.1029/97JB03212.
- ^ abc Stixrude, Lars; Lithgow-Bertelloni, Carolina (2012年5月30日). 「マントルの化学的不均一性の地球物理学」. Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 40 (1): 569– 595. Bibcode :2012AREPS..40..569S. doi :10.1146/annurev.earth.36.031207.124244.
- ^ ネストラ、F.コロリョフ、N.コピロバ、M.ロティロティ、N.ピアソン、DG;パマト、MG;アルバロ、M.ペルッツォ、L.ガーニー、JJ;ムーア、AE。デビッドソン、J. (2018 年 3 月)。 「ダイヤモンドの CaSiO3 ペロブスカイトは、海洋地殻が下部マントルに再循環していることを示しています。」(PDF)。自然。555 (7695): 237–241。書誌コード:2018Natur.555..237N。土井：10.1038/nature25972. PMID 29516998。S2CID 3763653 。
- ^ パトリック・コーディエ;ウンガー、タマス。ズソルドス、レヘル。ジェザのティシー（2004 年 4 月）。 「地球の最上部下部マントルの条件における MgSiO3 ペロブスカイトの転位クリープ」。自然。428 (6985): 837–840。書誌コード:2004Natur.428..837C。土井：10.1038/nature02472. PMID 15103372。S2CID 4300946 。
外部リンク
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- ブライナー、ジーナ (2014 年 6 月 16 日)。「地球上で最も豊富だが隠れていた鉱物がついに発見され、命名された」。Live Science。
- パーキンス、シド (2014 年 11 月 27 日)。「長い間待たれていた敬意: 地球上で最も豊富な鉱物に、ついに正式名称が付けられました」。サイエンス。
- Tschauner, Oliver; Ma, Chi; Beckett, John R.; Prescher, Clemens; Prakapenka, Vitali B.; Rossman, George R. (2014 年 11 月 28 日)。「衝撃を受けた隕石から、地球上で最も豊富な鉱物であるブリッジマナイトを発見」( PDF )。Science。346 ( 6213 ) : 1100– 1102。Bibcode : 2014Sci ... 346.1100T。doi :10.1126/science.1259369。PMID 25430766。S2CID 20999417。
- シャープ、トーマス (2014年11 月 28日)。「ブリッジマナイト - ついに命名」。サイエンス。346 (6213): 1057– 1058。Bibcode : 2014Sci ...346.1057S。doi : 10.1126/science.1261887。PMID 25430755。S2CID 206563252 。