Российский ученый нашел новый класс химических соединений, существующих возле ядра Земли

Новосибирский ученый открыл ортокарбонаты — новый класс химических соединений

  Новый класс соединений, влияющих на глобальный цикл углерода, открыл в результате десятилетия исследований доцент геолого-геофизического факультета Новосибирского государственного университета Павел Гаврюшкин. Новое химическое соединение – ортокарбонаты –   является иным состоянием карбонатов, в которое те переходят при экстремально высоком давлении и температуре.

Диплом о присвоении ученой степени доктора химических наук Павел Гаврюшкин получил в июне из рук ректора МГУ академика РАН Виктора Садовничего. НГУ

Как сообщили в НГУ, такие условия могут возникать в прилегающих к ядру Земли слоях мантии во время погружения в них литосферных плит в результате геологических процессов. В качестве такого процесса в работе была рассмотрена субдукция – процесс, при котором одна океаническая литосферная плита подвигается, «подныривает», под континентальную плиту, погружаясь таким образом в глубины мантии Земли.

  Ученые предполагали, что океанические плиты могут достигать нижней мантии и даже границы мантии и ядра. Именно это, по их мнению, является причиной фазовых превращений, происходящих на поверхностях океанических плит с карбонатами. Во время погружения те, скорей всего, испытывают колоссальные давления и температуры. В этих условиях могут происходить самые разнообразные  фазовые превращения, включающие плавление и разложение. Образующийся при этом диоксид углерода может возвращаться в атмосферу при извержении вулканов.

Полученный учеными ортокарбонат магния (Mg2CO4) под просвечивающим электронным микроскопом. НГУ

   Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо было либо сжать и нагреть образец карбоната до высоких давлений и температур в лаборатории, либо промоделировать процесс на компьютере. Павел Гаврюшкин, по его словам, и расчеты проводил, и ставил эксперименты вместе со своими зарубежными коллегами. В частности, некоторые эксперименты, связанные с использованием синхротронного излучения, проводились совместно с учеными из Японии, Словении, Швеции, США и Германии. В России для них был использован Сибирский центр синхротронного и террагерцевого излучения.     

 В результате ученым удалось создать в лаборатории условия, аналогичные тем, что существуют глубоко под Землей и синтезировать новый класс соединений – ортокарбонаты. Они получились в результате перестройки атомов в карбонатах, подобной той, которая имеет место при превращении графита в алмаз.

  «Мы предполагаем, что реакция образования ортокарбонатов,  может происходить не только в идеальных лабораторных условиях, но может иметь место и в глубинных оболочках Земли», – сделал заключение Гаврюшкин.

 По его словам, в расчётах и экспериментах ему с коллегами удалось «погрузиться» до глубины 3000 километров вглубь Земли и сделать прогноз того, что там может происходить с карбонатами.