Доломит - это минерал, который встречается в различных географических областях, таких как Доломитовые Альпы в Италии, Ниагарский водопад, Белые скалы Дувра и Худу в штате Юта. Однако, несмотря на его широкое распространение в породах возрастом более 100 миллионов лет, он почти отсутствует в более молодых образованиях. Эта загадка, известная как "Проблема Доломитов", долгое время беспокоила ученых.
Недавно команде исследователей из Мичиганского университета и Университета Хоккайдо в Японии удалось разрешить эту геологическую загадку благодаря новой теории, основанной на атомном моделировании. В течение 200 лет ученым не удавалось вырастить доломит в лаборатории в условиях, аналогичных естественному процессу его формирования. Однако теперь, благодаря новым исследованиям, они смогли достичь успеха.
Секрет заключался в устранении дефектов минеральной структуры доломита по мере его роста. При естественном образовании доломита в воде атомы аккуратно осаждаются на краю растущей поверхности кристалла. Однако, край роста доломита состоит из чередующихся рядов кальция и магния, и атомы этих элементов случайным образом прикрепляются к растущим кристаллам, создавая дефекты. Эти дефекты препятствуют образованию дополнительных слоев доломита, замедляя его рост.
Исследователям удалось решить эту проблему, проводя многократное смывание дефектов, например, с помощью дождя или приливов. Неупорядоченные атомы, которые менее стабильны, чем атомы в правильном положении, растворяются первыми при промывании минерала водой. Таким образом, слой доломита может сформироваться всего за несколько лет.
Для точного моделирования роста доломита исследователям пришлось рассчитать силу взаимодействия между атомами и существующей поверхностью доломита. Это требовало оценки энергии каждого отдельного взаимодействия между электронами и атомами в растущем кристалле.
Источник:
Джунсу Ким и др. Растворение обеспечивает рост кристаллов доломита в условиях окружающей среды (Joonsoo Kim et al, Dissolution enables dolomite crystal growth near ambient conditions), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi3690
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
