לדלג לתוכן

רינגוודיט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.
שיחה
הערך נמצא בשלבי עבודה: כדי למנוע התנגשויות עריכה ועבודה כפולה, אתם מתבקשים שלא לערוך את הערך בטרם תוסר ההודעה הזו, אלא אם כן תיאמתם זאת עם מניח התבנית.
אם הערך לא נערך במשך שבוע ניתן להסיר את התבנית ולערוך אותו, אך לפני כן רצוי להזכיר את התבנית למשתמש שהניח אותה, באמצעות הודעה בדף שיחתו.
רינגוודיט
תכונות המינרל
הרכב כימי (Mg,Fe2+)2(SiO4)
צבע כחול עמוק, אדום, סגלגל, או ללא צבע ((Mg2(SiO4 טהור)
שקיפות שקוף למחצה

רִינְגְווּדַיְט (באנגלית: Ringwoodite) הוא פולימורף לחץ גבוה של אוליבין, בעל מבנה ספינל. הוא יציב בטמפרטורות ולחץ גבוהים בעומק מעטפת כדור הארץ (בין 450 ל-650 ק"מ מתחת לפני הקרקע). הרינגוודיט ידוע ביכולתו להכיל מים במבנה הגבישי שלו, המים המוכלים בגביש אינם נמצאים בו כנוזל אלא כהידרוקסיד (אטום חמצן ואטום מימן קשורים).

המינרל נקרא על שמו של הגאולוג האוסטרלי טד רינגווד (1993-1930) אשר צפה כי המינרל אמור להימצא בכמויות גדולות במעטפת כדור הארץ.

רינגוודיט זוהה לראשונה במטאוריט טנהאם בשנת 1969. טנהאם הוא חלק ממטאוריט גדול שנפל בשנת 1879 בטנהאם שבמערב קווינסלנד.

עד לשנת 2014 נצפה המינרל רק במטאוריטים או בייצור עצמאי במעבדות מחקר, ולא היה ידוע על הימצאותו בכדור הארץ. ב-2014 נמצא המינרל באורח מקרי בתוך יהלום שנכרה ממכרה יהלומים במאטו גרוסו שבברזיל, בגילוי זה הכיל המינרל כ-1.5% מים.[1]

תפוצה

[עריכת קוד מקור | עריכה]
פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו.

במטאוריטים, רינגוודיט מתרחש בעורקיקות של נמס-הלם מרוווה החותך את המטריצה ומחליף אוליבין שנוצר כנראה במהלך מטמורפזית הלם . [2] בחלק הפנימי של כדור הארץ, אוליבין מופיע במעטפת העליונה בעומקים של פחות מ-410 בערך. ק"מ, ו-ringwoodite משוער

בדרך כלל מאמינים שהאי-רציפות בעומק של 520 ק"מ נגרמת על ידי מעבר של פולימורף אוליבין וואדסלייט (בטא-פאזה) לרינגוודיט (פאזה גמא), בעוד שאי-רציפות בעומק של 660 ק"מ על ידי טרנספורמציה פאזה של רינגוודיט (פאזה גמא). ) לפרובסקיט סיליקט בתוספת מגנזיווסטיט . [3]להיות קיים באזור המעבר מ-520 ל-660 בערך עומק ק"מ. אי רציפות בפעילות סייסמית בסביבות 410 ק"מ, 520 ק"מ, וב-660 עומק ק"מ יוחס לשינויי פאזה הכוללים אוליבין והפולימורפים שלו. ש להסיק כי רינגוודיט בחצי התחתון של אזור המעבר ממלא תפקיד מרכזי בדינמיקה של המעטפת, והתכונות הפלסטיות של רינגוודיט נחשבות קריטיות בקביעת זרימת החומר בחלק זה של המעטפת. היכולת של רינגוודיט לשלב הידרוקסיד חשובה בגלל השפעתו על הריאולוגיה

רינגוודיט סונתז בתנאים המתאימים לאזור המעבר, המכיל עד 2.6 אחוזי משקל מים. [4] [5]. מכיוון שאזור המעבר בין המעטפת העליונה והתחתונה של כדור הארץ עוזר לשלוט בקנה המידה של מסה והעברת חום ברחבי כדור הארץ, נוכחות המים באזור זה, בין אם גלובלית ובין אם מקומית, עשויה להשפיע באופן משמעותי על ריאולוגיה של המעטפת ולכן על זרימת המעטפת. [6] באזורי ההפחתה, שדה היציבות של הרינגוודיט מארח רמות גבוהות של סיסמיות. [7]

יהלום "אולטרה-עמוק" (כזה שעלה מעומק גדול) שנמצא בג'וינה שבמערב ברזיל הכיל הכללה של רינגוודיט - באותה תקופה הדגימה הידועה היחידה ממקור יבשתי טבעי - ובכך סיפק עדות לכמויות משמעותיות של מים כידרוקסיד ב מעטפת כדור הארץ. [8] [9] [10] [11] אבן החן, באורך של כ-5 מ"מ, [11] הועלתה בהתפרצות דיאטרית . [12] תכלית הרינגוודיט קטנה מכדי לראות בעין בלתי מזוינת. [11] מאוחר יותר נמצא יהלום שני כזה. [13]

מאגר המעטפת יכול להכיל בערך פי שלושה יותר מים, בצורה של הידרוקסיד הכלול בתוך מבנה הגבישים הוואדלייט והרינגוודיט, מאשר האוקיינוסים של כדור הארץ גם יחד. [14]

תכונות כימיות ופיסיקליות

[עריכת קוד מקור | עריכה]
פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו לוויקיפדיה והשלימו אותו.

הרכב כימי

[עריכת קוד מקור | עריכה]

לרינגוודיט יש מבנה ספינל, במערכת הגבישים האיזומטרית עם קבוצת החלל Fd 3 מ' (או F 4 3 מ' [15] ). בקנה מידה אטומי, מגנזיום וסיליקון נמצאים בתיאום אוקטהדרלי וטטרהדרלי עם חמצן, בהתאמה. לקשרי Si-O ו-Mg-O יש אופי יוני וקוולנטי מעורב. [16] פרמטר התא ליחידה מעוקבת הוא 8.063 Å עבור Mg 2 SiO 4 ו-8.234 טהור Å עבור Fe 2 SiO 4 טהור. [17]

הרכבים של Ringwoodite נעים בין Mg 2 SiO 4 טהור ל Fe 2 SiO 4 בניסויים סינתזה. רינגוודיט יכול לשלב עד 2.6 אחוזים לפי משקל H 2 O. [18]

רינגוודיט סינטטי: לצורך ניסויים, רינגוודיט הידרוס סונתז על ידי ערבוב אבקות של פורסטריט ( Mg2SiO4 ), ברוסיט ( Mg(OH)2 ), וסיליקה ( SiO2 ) כדי לתת את הרכב היסודות הסופי הרצוי. לשים את זה תחת לחץ של 20 ג'יגה-פסקל ב [convert: bug, ask for help] במשך שלוש או ארבע שעות הופך את זה לרינגוודיט, שאותו ניתן לקרר ולהוריד לחץ. [19]

תכונות פיזיקליות

[עריכת קוד מקור | עריכה]
נפח מולרי לעומת לחץ בטמפרטורת החדר עבור ringwoodite γ-Mg 2 SiO 4

התכונות הפיזיקליות של רינגוודיט מושפעות מלחץ וטמפרטורה. במצב הלחץ והטמפרטורה של אזור מעבר המעטפת, ערך הצפיפות המחושב של רינגוודיט הוא 3.90 גרם/ס"מ 3 עבור Mg 2 SiO 4 טהור; [20] 4.13 גרם/ס"מ 3 עבור (Mg 0.91, Fe 0.09 ) 2 SiO 4 [21] של מעטפת פירוליטית; ו-4.85 גרם/ס"מ 3 עבור Fe 2 SiO 4 . [22] זהו מינרל איזוטרופי עם אינדקס שבירה n = 1.768.

צבעו של רינגוודיט משתנה בין המטאוריטים, בין אגרגטים נושאי רינגוודיט שונים, ואפילו בצבר אחד בודד. אגרגטים של רינגוודיט יכולים להראות כל גוון של כחול, סגול, אפור וירוק, או שאין להם צבע כלל. מבט מקרוב על אגרגטים צבעוניים מראה שהצבע אינו הומוגני, אלא נראה שמקורו במשהו בגודל דומה לקריסטלי הרינגוודיט. [23] בדגימות סינתטיות, רינגוודיט Mg טהור הוא חסר צבע, בעוד שדגימות המכילות יותר מאחוז שומה אחד Fe 2 SiO 4 הן בצבע כחול עמוק. נראה שהצבע נובע מהעברת טעינה Fe 2+ -Fe 3+ . [24]

קישורים חיצוניים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא רינגוודיט בוויקישיתוף

הערות שוליים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
  1. ^ מינרל נדיר שהתגלה לראשונה בכדור הארץ מצביע על אפשרות למאגר מים תת-קרקעי עצום, אוניברסיטת אלברטה, מרץ 2014 (באנגלית)
  2. ^ Chen.
  3. ^ A. Deuss; J. Woodhouse (12 באוקטובר 2001). "Seismic Observations of Splitting of the Mid-Transition Zone Discontinuity in Earth's Mantle". Science. New Series. 294: 354–357. Bibcode:2001Sci...294..354D. doi:10.1126/science.1063524. PMID 11598296. {{cite journal}}: (עזרה)
  4. ^ David L. Kohlstedt; Hans Keppler; David C. Rubie (1996). "Solubility of water in the alpha, beta, and gamma phases of (Mg,Fe)2SiO4". Contributions to Mineralogy and Petrology. 123 (4): 345–357. Bibcode:1996CoMP..123..345K. doi:10.1007/s004100050161.
  5. ^ J. R. Smyth; C. M. Holl; D. J. Frost; S. D. Jacobsen; F. Langenhorst; C. A. McCammon (2003). "Structural systematics of hydrous ringwoodite and water in Earth's interior". American Mineralogist. 88 (10): 1402–1407. Bibcode:2003AmMin..88.1402S. doi:10.2138/am-2003-1001.
  6. ^ A. Kavner (2003). "Elasticity and strength of hydrous ringwoodite at high pressure". Earth and Planetary Science Letters. 214 (3–4): 645–654. Bibcode:2003E&PSL.214..645K. doi:10.1016/s0012-821x(03)00402-3.
  7. ^ Y. Xu; D.J. Weider; J.Chen; M.T. Vaughan; Y. Wang; T. Uchida (2003). "Flow-law for ringwoodite at subduction zone conditions". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 136 (1–2): 3–9. Bibcode:2003PEPI..136....3X. doi:10.1016/s0031-9201(03)00026-8.
  8. ^ "Rare Diamond confirms that Earth's mantle holds an ocean's worth of water". Scientific American. 12 במרץ 2014. ארכיון מ-13 במרץ 2014. נבדק ב-13 במרץ 2014. {{cite journal}}: (עזרה)
  9. ^ Richard A. Lovett (12 במרץ 2014). "Tiny diamond impurity reveals water riches of deep Earth". Nature. doi:10.1038/nature.2014.14862. ארכיון מ-11 במרץ 2021. נבדק ב-1 בספטמבר 2014. {{cite journal}}: (עזרה)
  10. ^ D. G. Pearson; F. E. Brenker; F. Nestola; J. McNeill; L. Nasdala; M. T. Hutchison; S. Matveev; K. Mather; G. Silversmit; S. Schmitz; B. Vekemans (13 במרץ 2014). "Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond" (PDF). Nature. 507 (7491): 221–224. Bibcode:2014Natur.507..221P. doi:10.1038/nature13080. PMID 24622201. ארכיון (PDF) מ-22 בספטמבר 2017. נבדק ב-4 בדצמבר 2019. {{cite journal}}: (עזרה)
  11. ^ 1 2 3 Sample, Ian (12 במרץ 2014). "Rough diamond hints at vast quantities of water inside Earth". The Guardian. ארכיון מ-20 במרץ 2014. נבדק ב-6 בדצמבר 2014. {{cite news}}: (עזרה)
  12. ^ "sample of the week: ringwoodite". super/collider. אורכב מ-המקור ב-28 בדצמבר 2014. נבדק ב-6 בדצמבר 2014. {{cite web}}: (עזרה)
  13. ^ Andy Coghlan (21 יוני 2014). "Massive 'ocean' discovered towards Earth's core". New Scientist. ארכיון מ-11 בדצמבר 2019. נבדק ב-2 בדצמבר 2019. {{cite journal}}: (עזרה)
  14. ^ Schmandt, Brandon; Jacobsen, Steven D.; Becker, Thorsten W.; Liu, Zhenxian; Dueker, Kenneth G. (13 ביוני 2014). "Dehydration melting at the top of the lower mantle". Science. 344 (6189): 1265–1268. Bibcode:2014Sci...344.1265S. doi:10.1126/science.1253358. PMID 24926016. {{cite journal}}: (עזרה)
  15. ^ The structure of spinel structure is more accurately described as F43m, according to N. W. Grimes; et al. (8 אפר' 1983). "New Symmetry and Structure for Spinel". Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 386 (1791): 333–345. Bibcode:1983RSPSA.386..333G. doi:10.1098/rspa.1983.0039. JSTOR 2397417. {{cite journal}}: (עזרה)
  16. ^ Price, Geoffrey D.; Parker, Stephen C. (באפריל 1984). "Computer simulations of the structural and physical properties of the olivine and spinel polymorphs of Mg2SiO4". Physics and Chemistry of Minerals. 10 (5): 209–216. Bibcode:1984PCM....10..209P. doi:10.1007/BF00309313. {{cite journal}}: (עזרה)
  17. ^ Smyth, J.R. and T.C. McCormick (1995).
  18. ^ Ye, Y.; Brown, D.A.; Smyth, J. R.; Panero, W.R.; Jacobsen, S.D.; Chang, Y.-Y.; Townsend, J.P.; Thomas, S.M.; Hauri, E.; Dera, P.; Frost, D.J. (2012). "Compressibility and thermal expansion study of hydrous Fo100 ringwoodite with 2.5(3) wt% H2O" (PDF). American Mineralogist. 97: 573–582. doi:10.2138/am.2012.4010. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2014-06-29.
  19. ^ Ye, Y.; Brown, D.A.; Smyth, J. R.; Panero, W.R.; Jacobsen, S.D.; Chang, Y.-Y.; Townsend, J.P.; Thomas, S.M.; Hauri, E.; Dera, P.; Frost, D.J. (2012). "Compressibility and thermal expansion study of hydrous Fo100 ringwoodite with 2.5(3) wt% H2O" (PDF). American Mineralogist. 97: 573–582. doi:10.2138/am.2012.4010. אורכב מ-המקור (PDF) ב-2014-06-29.
  20. ^ Katsura, T., Yokoshi, S., Song, M., Kawabe, K., Tsujimura, T., Kubo, A., Ito, E., Tange, Y., Tomioka, N., Saito, K. and Nozawa, A. (2004). "Thermal expansion of Mg2SiO4 ringwoodite at high pressures". Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 109 (B12): B12. Bibcode:2004JGRB..10912209K. doi:10.1029/2004JB003094.{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
  21. ^ Nishihara, Y., Takahashi, E., Matsukage, K. N., Iguchi, T., Nakayama, K., & Funakoshi, K. I. (2004). "Thermal equation of state of (Mg0.91,Fe0.09)2SiO4 ringwoodite". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 143: 33–46. Bibcode:2004PEPI..143...33N. doi:10.1016/j.pepi.2003.02.001.{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
  22. ^ Armentrout, M., & Kavner, A. (2011). "High pressure, high temperature equation of state for Fe2SiO4 ringwoodite and implications for the Earth's transition zone". Geophysical Research Letters. 38 (8): n/a. Bibcode:2011GeoRL..38.8309A. doi:10.1029/2011GL046949.{{cite journal}}: תחזוקה - ציטוט: multiple names: authors list (link)
  23. ^ Lingemann C. M. and D. Stöffler 1994.
  24. ^ Keppler, H.; Smyth, J.R. (2005). "Optical and near infrared spectra of ringwoodite to 21.5 GPa". American Mineralogist. 90: 1209–1214. doi:10.2138/am.2005.1908.
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/w/index.php?title=רינגוודיט&oldid=40357004"