Группа ученых, в которую вошли минералоги и кристаллографы Санкт-Петербургского университета, синтезировала сплавы в системе железо-фосфор на основе образцов пород с самородным железом с острова Диско (Гренландия) и из формации Хатрурим (Израиль), чтобы реконструировать процессы формирования ряда земных и космических объектов. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Lithos.
Эвтектические структуры. Фото из личного архива Олега Верещагина
Минералоги СПбГУ давно занимаются исследованиями необычных образцов пород со всего мира. Так, недавняя работа специалистов Санкт‑Петербургского университета, посвященная вулканическим породам острова Диско с самородным железом показала, что такие объекты могли выступать источником фосфора для возникновения первых живых организмов, а их формирование было возможно в условиях древней Земли.
В настоящее время исследователи СПбГУ продолжают изучать природные земные породы с самородным железом. Их новая работа описывает эвтектические структуры, которые образуются, когда при определенной температуре одновременно затвердевают две (или более) фазы из жидкого состояния. При этом температура кристаллизации эвтектики ниже, чем температура кристаллизации каждой отдельной фазы.
«Этот термин может быть знаком не каждому, но именно благодаря образованию эвтектики между солью (галитом) и водой зимой улицы удается сохранять ото льда, а в магазинах продается мороженое. Эвтектике между углеродом и железом мы обязаны появлению сталей, в которых железо выплавляется при значительно более низких температурах, чем в системе без углерода», — отметил доцент СПбГУ (кафедра минералогии) Олег Верещагин.
Он уточнил, что особый минералогический интерес представляют эвтектические срастания самородного железа с сульфидами, фосфидами и карбидами. Несмотря на сравнительную распространенность таких структур как в космических, так и земных объектах, в большинстве случаев исследователи лишь отмечают их наличие и не используют важную генетическую информацию, содержащуюся в подобных находках.
Минералогам СПбГУ удалось показать, что в условиях низкого давления и умеренно высоких температур (типичных для базальтов) возможно образование железных расплавов с последующим быстрым затвердеванием в эвтектические структуры, которые указывают на определенные узкие интервалы температур кристаллизации. Эта информация может быть использована при реконструкции условий формирования различных геологических объектов: как земных, так и космических.
«Сходство структур, обнаруженных в вулканических породах острова Диско и метаморфических породах формации Хатрурим, со структурами, установленными в метеоритах, может указывать на схожий процесс формирования некоторых внеземных объектов. Важно, что для образования таких пород не требуется высоких давлений, а основным фактором, контролирующим их появление, будет резко восстановительная среда», — подчеркнул Олег Верещагин.
Новое исследование ученых СПбГУ поможет лучше понять процессы, происходящие в земной коре и на других планетах, а также получить новые данные о формировании небесных тел.
В исследовании, поддержанном грантом Российского научного фонда, также приняли участие сотрудники Удмуртского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (Ижевск, Россия) и Университета имени Бен-Гуриона (Беэр-Шева, Израиль).
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ
