地球含量最丰富矿物在45亿年前的陨石中现身

几十年来，对于地球上含量最丰富的矿物，科学家们已经有了很多了解，这种矿物存在于地下深处——地幔的厚厚岩层中。尽管研究者已成功合成了这种硅酸盐，但迄今为止尚未发现天然样本。

最近，这种矿物被命名为bridgmanite，以纪念1946年诺贝尔物理学奖得主珀西·布里奇曼（Percy Bridgman）奠定了高压物理学基础的贡献。

“现在，地球上含量最丰富的矿物有了正式命名。”加州理工地质与行星科学学院分析实验室（Analytical Facility）主任、矿物学家马驰（音）表示。

科学家知道，地球的下地幔主要是由一种有着钙钛矿型结构的硅酸盐构成，这种结构在地幔层高温高压的环境中非常稳定。不过从未有人见过这种矿物，直至马驰及其同事——内华达大学拉斯维加斯分校的奥利弗·乔纳（Oliver Tschauner）——发现，一块45亿年的古老陨石中封存着这种矿物的样本。

地震数据和高温高压实验使研究者们得出推论：下地幔主要是由三氧化硅（三氧化镁、三氧化铁）-钙钛矿构成。但由于下地幔位于地下深处400英里（约644公里），因此科学家们从未能够验证。

各种地质活动将位于地下如此深处的岩石带到地表上来，这样的情况极为罕见，而且也不可能下探到下地幔层，因此科学家们看来永远无法取得自然样本，直到马驰和乔纳在Tenham陨石中发现了一个样本，情况才得以扭转。

这块太空岩石显然不是来自于地球地幔，但在1879年坠入澳大利亚境内之前，它的确经历了与许多宇宙小行星的高能碰撞——高温环境与地球内部如出一辙。

研究者认为，这些相似性使得找到能够经受住高温环境的矿物变得大有可能。他们使用同步加速器X射线衍射映射来辨认陨石中bridgmanite的分布，然后用一台高分辨率扫描电子显微镜检查该矿物及其周围。他们能够用电子探针确定这些微小bridgmanite晶体的成分，并通过同步加速器衍射分析它的结构。

经过五年研究和多次实验，科学家们最终掌握了足够的数据，可以揭晓bridgmanite的化学成分以及晶体结构，并让该矿物及其名字得到国际矿物学协会（Mineralogical Association）新矿物、命名和分类委员会（Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification）的认可。

“这是一个非常酷的发现，”马驰说，“发现自然形态的bridgmanite，不仅令我们对太阳系中小天体遭遇的冲击条件以及经历的影响过程有了新的了解，陨石中微小bridgmanite晶体的发现也能帮助我们调查地心深处的相变机制。”