pokemon go
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия Rambler's Top100

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

08.12.2017
16:22

Запатентован уникальный сверхпроводник для коллайдера

08.12.2017
16:20

Россия развернет «лунный ГЛОНАСС»

08.12.2017
16:17

Ботаники ТГУ исследуют распространение в Сибири растений-«агрессоров»

08.12.2017
14:46

Международный коллектив астрофизиков при участии ученых НИЯУ "МИФИ" лабораторно воспроизвел процесс формирования планет вокруг звезд

08.12.2017
14:38

Почему камни растут?

08.12.2017
14:28

Скафандр с кнопкой «Домой» сам вернёт космонавта на МКС

08.12.2017
13:56

Названы особенности танков будущего

08.12.2017
13:53

Международный термоядерный реактор построили наполовину

07.12.2017
23:11

17 декабря Выставка Юрия Косаговского в Арт-салоне библиотеки Алексея Толстого

07.12.2017
20:21

"ИЕРУСАЛИМ!.." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

07.12.2017
18:58

У мозга нет центрального «метронома»

07.12.2017
16:37

Составлена детальная карта быстрых облаков Млечного Пути

07.12.2017
16:33

Атом азота в углеродной оболочке — основа самых маленьких в мире атомных часов

07.12.2017
16:28

Нитриды и карбонитриды из нижней мантии могут помочь найти потерянный азот

    Изучив состав включений в алмазах из нижней мантии Земли, ученые впервые обнаружили в их составе нитриды и карбонитриды железа, скорее всего образовавшиеся в процессе инфильтрации жидкого металла, содержащего легкие элементы, из внешнего ядра в подошву нижней мантии. Предположение о том, что ядро является главным резервуаром азота, позволяет снять вопрос о «дефиците азота» в недрах Земли по сравнению с другими планетами Солнечной системы.

    Для прямого изучения геологам доступны лишь внешние слои Земли (до 15 км от поверхности), куда можно «добраться» с помощью бурения. До мантии — части земной толщи, которая находится между ядром и корой на глубинах от 30 до 2900 км, добраться пока невозможно: слишком дорого и сложно при современных технологиях. Самая глубокая в мире Кольская сверхглубокая скважина при плановой глубине 15000 м реально достигла отметки 12262 м от поверхности Земли и была остановлена в связи с прекращением финансирования в 1995 году. Поэтому представления о составе мантии и происходящих в ней процессах основываются по большей части на косвенных данных геофизики, космохимии, экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии.

    Однако в истории Земли неоднократно происходил геологический процесс, в ходе которого на поверхность выносился материал с огромных глубин. Речь идет об образовании кимберлитовых трубок (рис. 2): вертикальных или близких к вертикальным геологических тел, заполненных кимберлитом. Эта своеобразная горная порода ультраосновного состава брекчиевидного (обломочного) строения содержит кристаллы глубинных минералов — алмаза, оливина, пиропа, ильменита, хромдиопсида, флогопита, а также ксенолиты (обломки) мантийных пород. Именно кимберлитовые трубки являются главным первичным источником природных алмазов. На нашей планете известно более 4000 кимберлитовых трубок, алмазоносными из них являются примерно 3–4%. Кимберлиты имеют различный возраст (как правило, это сотни миллионов лет), но территориально большинство из них приурочено к древним платформам.

    Чтобы атомы углерода «сложились» в кубическую кристаллическую решетку и образовался алмаз, нужны высокие температуры (1400–1900°С) и огромные давления — не менее 4–5 ГПа (40000–50000 атмосфер), а также устойчивый подток углерода или его соединений к местам кристаллизации алмаза. На поверхности Земли такие давления могут возникнуть лишь в исключительных случаях, например, в местах падения крупных метеоритов. Действительно, в древних и современных метеоритных кратерах находят импактные (возникшие в момент удара) алмазы. Однако большинство алмазов все-таки формируются глубоко в мантии Земли. Затем глубинная магма, содержащая кристаллы алмазов, поднимается вдоль разломов, образующихся в период тектонической активизации платформ. При этом образуются кимберлитовые дайки. Когда давление газов в кимберлитовой магме превосходит внешнее давление, происходит газовый прорыв, сопровождавшийся дроблением горных пород. Образовавшиеся полости (трубки) заполняются обломками пород и кимберлитовым расплавом.

    Глубинные ксенолиты и минералы кимберлитов являются уникальными источниками информации о глубинных оболочках Земли. Не случайно кимберлитовые трубки называют «природными сверхглубокими скважинами». Основной интерес представляют даже не сами глубинные минералы, а газово-жидкие и твердые включения в них (рис. 1), представляющие собой фрагменты среды, в которой происходило образование этих минералов. Алмазы занимают среди источников информации о мантии особое место (см. Алмазы в перидотитах образовались из жидких и газообразных углеводородов переходной зоны мантии, «Элементы», 02.11.2017). Большинство алмазов происходят с глубин 150–200 км (верхняя мантия), но есть и такие, которые относятся к глубинам переходной зоны мантии (410–660 км) и к нижней мантии (более 660 км). Кимберлиты района Рио-Сорисо в Бразилии — это уникальные глубинные образования, содержащие материал с глубин около 1700 км, который был поднят к поверхности в составе мантийного плюма, зародившегося на границе ядра и нижней мантии.

    Глубину формирования алмазов определяют на основе результатов изучения химического состава ассоциирующих с ними минералов ксенолитов и включений в этих минералах. Для большинства минеральных фаз на основе экспериментов и термодинамических расчетов уже давно построены диаграммы изменения составов при изменении давления и температуры (РТ-условия), и химический состав породообразующих минералов точно указывает на конкретные РТ-условия, которые характерны для определенных глубин.

    Феликс Каминский (Felix Kaminsky) — один из крупнейших в мире специалистов по геологии, петрологии и минералогии алмазных месторождений, основатель канадской компании KM Diamond Exploration Ltd., и Ричард Вирт (Richard Wirth) из отдела химии и физики природных материалов Германского центра исследования Земли (GFZ) в Потсдаме изучили состав включений в нижнемантийных алмазах из кимберлитов района Рио-Сорисо. Результаты исследования опубликованы в журнале American Mineralogist.

    Включения изучались с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM), дополненной комплексом спектроскопических методов — энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (EELS). Авторами впервые в составе включений в алмазах были обнаружены нитриды и карбонитриды железа. Среди нитридов идентифицированы тригональный Fe3N и орторомбический Fe2N, среди карбонитридов — тригональный Fe9(N0,8C0,2)4 в сочетании с карбидом железа Fe7C3, карбидом кремния SiC, а также оксидами Cr-Mn-Fe и Mn-Fe. Обнаружен широкий ряд переходных разновидностей карбонитридов от Fe5(C,N)3 до Fe23(C,N)6 с отношением Fe/(C,N) от 1,65 до 3,98 (рис. 3).

    Одна из загадок химии Земли, над которой ломают голову геохимики, — так называемый «дефицит азота» в составе Земли. Азот — шестой по распространенности химический элемент Солнечной системы после водорода, гелия, кислорода, углерода и неона, однако содержание его в химическом балансе Земли по отношению к кремнию (нормирование по кремнию — общий параметр оценки распространенности элементов в Солнечной системе) на порядок ниже, чем в других планетах земной группы или в астероидах. А кислорода в Земле вообще на 4 порядка больше, чем азота (имеется в виду Земля в целом, а не только ее атмосфера). В то же время на Солнце и вообще в Солнечной системе кислорода всего в 3–5 раз больше чем азота. Окислы —соединения с кислородом — являются основной составной частью каменистых твердых частиц, из которых образовалась Земля, а соединения химически пассивного азота присутствуют в них лишь в ничтожном количестве.

    Хотя горные породы содержат очень мало азота, а в атмосфере его почти 80%, большая часть земного азота сосредоточена все-таки в недрах. Это объясняется тем, что атмосфера составляет всего лишь одну миллионную долю всей массы Земли. Отношение содержания азота в Земле к его содержанию в углистых хондритах, отражающих первичный состав протопланетного облака, находится вообще на уровне 0,11%. В качестве объяснения этого факта обычно приводится гипотеза о том, что на ранних этапах истории Земли имела место мощная азотная дегазация — азот выделился из недр планеты и теперь находится в составе атмосферы. Однако даже с учетом атмосферного азота проблема «дефицита азота» сохраняется. Чтобы «покрыть» этот «дефицит», глубинные оболочки Земли должны содержать азота на два порядка больше, чем его содержит современная атмосфера.

    Сидерофильная геохимическая природа азота (сродство к железу), его исключительно высокая растворимость в металлических сплавах, а также тот факт, что в железных метеоритах повышено содержание азота, стали в свое время основанием для выдвижения гипотезы о том, что большая часть земного азота до сих пор содержится в ядре. Авторы считают обнаружение нитридов в самых глубинных разновидностях алмазов прямым доказательством обогащенности азотом подошвы нижней мантии и подтверждением данной гипотезы. Они предполагают, что основной геохимический резервуар азота Земли находится в ядре и нижней мантии.

    Для любителей точных вычислений приведем цифры, которыми оперируют авторы. При оценочном содержании азота в ядре около 5000 ppm (J. F. Adler and Q. Williams, 2005. A high-pressure X-ray diffraction study of iron nitrides: Implications for Earth's core), коэффициенте фракционирования между ядром и мантией 40 (W. F. McDonough, 2014. Compositional Model for the Earth’s Core) и общей массе ядра и мантии 1,972×1027 и 4,043×1027 грамм соответственно (C. F. Yoder, 1995. Astrometric and geodetic properties of the Earth and the solar system) общая масса азота в ядре должна составлять 9660×1021 грамм, а в мантии — 550×1021 грамм (94,97% и 4,97% от общего количества азота соответственно). Тогда валовое содержание азота в Земле составит 17,03 ppm, что с точностью ±2% соответствует содержанию азота в хондритах.

    Таким образом, обнаружение нитридов и карбонитридов железа в нижнемантийных алмазах из кимберлитов Бразилии позволяет сделать два очень важных вывода. Во-первых, оно показывает, что железо в ядре Земли может присутствовать не только в форме карбидов, но и в форме нитридов, а также в виде различных промежуточных соединений — карбонитридов. Во-вторых, является важным аргументом в пользу гипотезы о ядре как главном резервуаре земного азота, которая позволяет объяснить проблему «дефицита азота» в химическом балансе Земли.

    Источник: Felix Kaminsky, Richard Wirth. Nitrides and carbonitrides from the lowermost mantle and their importance in the search for Earth’s «lost» nitrogen // American Mineralogist. 2017. DOI: 10.2138/am-2017-6101.

    По информации http://elementy.ru/novosti_nauki/433149/Nitridy_i_karbonitridy_iz_nizhney_mantii_mogut_pomoch_nayti_poteryannyy_azot

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

07.12.2017
16:19

​Пять вопросов о природе, на которые каждый должен знать ответы

07.12.2017
16:13

Эффективность диеты зависит от генов

07.12.2017
16:10

Ученые утверждают, что создали подобие новой формы жизни

07.12.2017
15:27

Морские ветровые фермы потенциально могут обеспечить энергией всех

07.12.2017
15:21

Ученые выяснили, как возникли огромные залежи глины на Марсе

07.12.2017
15:16

Первые галактики окружали "океаны" темной материи, выяснили астрономы

1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList SpyLOG