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पृथ्वी की सतह पर आंतरिक पृथ्वी खनिज, डेवमाओइट (CaSiO3-perovskite) की खोज

खनिज डेवमाओइट (CaSiO3-perovskite, पृथ्वी के आंतरिक भाग की निचली मेंटल परत में तीसरा सबसे प्रचुर खनिज) पहली बार पृथ्वी की सतह पर खोजा गया है। यह एक हीरे के अंदर फंसा पाया गया था। पेरोव्स्काइट प्राकृतिक रूप से केवल अत्यधिक उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में पृथ्वी के आंतरिक भाग की निचली परत में पाया जाता है। गहरी पृथ्वी की गतिशीलता की बेहतर समझ के लिए प्रकृति में आंतरिक पृथ्वी खनिज की यह पहली खोज भूविज्ञान के लिए महत्वपूर्ण है।  

पेरोव्स्काइट एक खनिज है जिसमें कैल्शियम टाइटेनियम ऑक्साइड (CaTiO .) होता है3) समान क्रिस्टल संरचना वाले किसी अन्य खनिज को पेरोव्स्काइट कहा जाता है। यह पेरोव्स्काइट को यौगिकों का एक वर्ग बनाता है जिसमें समान प्रकार की क्रिस्टल संरचना होती है जैसे कि CaTiO3 (पेरोव्स्काइट संरचना)।    

कैल्शियम-सिलिकेट पेरोसाइट (CaSiO .)3-पेरोव्स्काइट या सीएपीवी) एक महत्वपूर्ण खनिज है क्योंकि यह तीसरा सबसे प्रचुर खनिज है1 (आयतन द्वारा 7%) . की निचली मेंटल परत में पृथ्वीकी आंतरिक और ऊष्मा गतिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है पृथ्वीका इंटीरियर। चीजों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, पृथ्वी की तीन परतों में, घने सुपर-हीटेड कोर और पतली बाहरी क्रस्ट परत के बीच मेंटल परत, पृथ्वी के कुल आयतन का 84% हिस्सा बनाती है, जबकि निचली मेंटल परत में अकेले 55 प्रतिशत शामिल होता है। पृथ्वी और 670 और 2900 किमी की गहराई तक फैली हुई है। नीचे दी गई तालिका पृथ्वी के आंतरिक भाग में पेरोसाइट के स्थान का एक स्नैपशॉट दृश्य देती है।  

तालिका: पृथ्वी के आंतरिक भाग में पेरोव्स्काइट समृद्ध परत का स्थान  

मेंटल परत में अन्य खनिजों के साथ पेरोव्स्काइट्स गहरी पृथ्वी की गतिशीलता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जिसमें कोर से सतह की ओर गर्मी हस्तांतरण शामिल है, जिसे मेंटल संवहन कहा जाता है। इसकी प्रचुरता और महत्व के बावजूद, पेरोसाइट को निचली मेंटल परत से कभी भी पुनर्प्राप्त नहीं किया गया है, क्योंकि यह अपनी उच्च दबाव की स्थिति से हटाए जाने पर अपनी संरचना खो देता है।  

शोधकर्ताओं ने अब एक प्राकृतिक नमूने में हीरे के समावेश के रूप में कैल्शियम सिलिकेट पेरोसाइट की खोज की सूचना दी है। हीरा दशकों पहले बोत्सवाना के ओरापा खदान में पाया गया था और 1987 में यूएसए के एक खनिज विज्ञानी द्वारा खरीदा गया था। शोधकर्ताओं की टीम कुछ वर्षों से किसी भी गहरे-पृथ्वी खनिज के लिए हीरे का अध्ययन कर रही थी।  

ओलिवर त्सचुनर के नेतृत्व में शोध दल ने सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे विवर्तन को एक हीरे में असीम रूप से छोटे काले धब्बों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए नियोजित किया, जिसे निचले मेंटल परत से पेरोसाइट माना जाता था और संरचनात्मक रूप से संरक्षित क्यूबिक CaSiO3-perovskite के निश्चित प्रमाण खोजने में सक्षम थे। वहां2.  

आगे के संरचनात्मक और रासायनिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि खनिज में बड़ी मात्रा में फंसे हुए पोटेशियम थे, जिसका अर्थ है कि यह पेरोसाइट तीन प्रमुख ताप-उत्पादक तत्वों (यूरेनियम और थोरियम को पहले से जाना जाता था) की मेजबानी कर सकता है जो पृथ्वी के इंटीरियर में गर्मी उत्पादन को प्रभावित करते हैं। उन्होंने खनिज का नाम "डेवेमाओइट" (भूभौतिकीविद् हो-क्वांग "डेव" माओ के बाद) रखा, जिसे एक नए प्राकृतिक खनिज के रूप में अनुमोदित किया गया था। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि खनिज की उत्पत्ति पृथ्वी की सतह से 650 से 900 किमी की गहराई के बीच निचली मेंटल परत से हुई होगी। 3,4

आश्चर्यजनक रूप से, CaSiO3 पेरोव्स्काइट को 2018 में दक्षिण अफ्रीका से एक गहरे-पृथ्वी हीरे में खोजे जाने की सूचना मिली थी, हालांकि शोध दल ने एक नए खनिज की आधिकारिक खोज का दावा नहीं किया था। 5

यह खोज, भविष्य में और अधिक खनिजों की खोजों के संयोजन के साथ, पृथ्वी के मेंटल के विकास की समझ को समृद्ध करेगी।  

***

सन्दर्भ:  

  1. झांग जेड, एट अल 2021. CaSiO की तापीय चालकता3 निचले मेंटल स्थितियों पर पेरोव्स्काइट। भौतिक समीक्षा बी। वॉल्यूम 104, अंक 18 - 1. 4 नवंबर 2021 को प्रकाशित। डीओआई: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.184101 
  1. फी, वाई. 2021. पेरोव्स्काइट निचले मेंटल, साइंस से लिया गया। 11 नवंबर 2021 को प्रकाशित। वॉल्यूम 374, अंक 6569 पीपी। 820-821। विज्ञान (2021)। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.abm4742 
  1. त्सचुनर, ओ। एट अल. डेवमाओइट की खोज, CaSiO3-perovskite, निचले मेंटल से एक खनिज के रूप में। विज्ञान। 11 नवंबर 2021। वॉल्यूम 374, अंक 6569 पीपी। 891-894। डीओआई: https://doi.org/10.1126/science.abl8568 
  1. नेवादा विश्वविद्यालय 2021। समाचार - संक्षेप में अनुसंधान: प्रकृति में खोजे गए पहले-कभी आंतरिक पृथ्वी खनिज। [15 नवंबर 2021 को पोस्ट किया गया। ऑनलाइन उपलब्ध है https://www.unlv.edu/news/release/research-brief-first-ever-interior-earth-mineral-discovered-nature  
  1. नेस्टोला, एफ।, कोरोलेव, एन।, कोपिलोवा, एम। एट अल. हीरे में CaSiO3 पेरोसाइट समुद्री क्रस्ट के निचले मेंटल में पुनर्चक्रण को इंगित करता है। प्रकृति 555, 237–241 (2018)। https://doi.org/10.1038/nature25972  

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उमेश प्रसाद
उमेश प्रसाद
विज्ञान पत्रकार | संस्थापक संपादक, साइंटिफिक यूरोपियन पत्रिका

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