在高压实验中，科学家发现了常见矿物长石的新形式。在中等的温度下，这些迄今为止未知的变种在地球上地幔的压力下是稳定的，而普通长石通常不可能存在。这个发现可能会改变人们对冷俯冲板块的看法以及对地震信号的解释，正如来自Bayerisches Geoinstitut的科学家Anna Pakhomova和Leonid Dubrovinsky在Bayreuth杂志上报告的那样。

 

长石是一组形成岩石的矿物，在地球上非常丰富，杏耀网址约占地壳的60%。最常见的长石是钙长石(CaSi2Al2O8)、钠长石(NaAlSi3O8)和微斜长石(KAlSi3O8)。在环境条件下，晶体中的铝原子和硅原子分别与四个氧原子结合，形成AlO4和SiO4四面体。

 

Pakhomova解释说:“关于长石在地球内部的命运，之前已经对长石在不断升高的压力和温度下的行为进行了深入的研究。”“众所周知，长石只有在地球共同的压力-温度曲线上高达3千兆帕斯卡的压力下才稳定，而在更高的压力下，它们分解成密度更大的矿物。”3千兆帕斯卡(GPa)相当于海平面正常气压的3万倍。Pakhomova补充说:“然而，在寒冷条件下，长石在高于3 GPa的压力下可能稳定地存在。”“以前在室温下对长石的高压结构研究表明，长石的四面体骨架可以保存到10 GPa。”

 

科学家们现在将普通长石置于27 GPa的压力下，在DESY的x射线光源PETRA III的P02.2束和芝加哥的高级光子源(APS)的极端条件下分析它们的结构。Pakhomova报告说:“在10 GPa以上的压力下，我们发现了新的高压斜长石、钠长石和微斜长石。”“相变引起的严重AlO4的几何失真和SiO4四面体,导致铝和硅原子获得额外的邻近原子和密集的框架的形成基于多面体一铝或硅原子连着四、五或六个氧原子。”

 

为了调查所发现的长石的高压变种在高温下的稳定性，以及它们在地球内部的可能持久性，科学家们在拜耳利什Geoinstitut进行了一系列高压-高温实验。结果证明，这种高压的钙长石在15 GPa、600摄氏度的温度下仍然存在。

 

“这样的压力-温度条件可以在地球上的俯冲带中发现——这是两个岩石圈板块碰撞的区域，一个在另一个上面，”杜布罗温斯基解释说。在这样的地质环境中，杏耀注册 ，长石与其他地壳物质一起由下降的板块送入地球内部。我们的研究结果表明，在寒冷的俯冲带，如果温度不超过600度，由长石产生的高压相可能会持续存在于与地球上地幔相对应的深度。这可能会影响冷俯冲岩石圈板块的动力学和命运，杏耀登录地址并改变地震特征。”