Naukowcy odkrywają egzotyczny nowy minerał wykuty w piecu rosyjskiego wulkanu

Wulkany należą do najbardziej destrukcyjnych i inspirujących zjawisk na naszej planecie. Ale te ogniste szczeliny nie tylko niszczą. Tworzą też.

W ramach nowych badań naukowcy z Rosji donoszą o odkryciu jednego z takich stworzeń – niezwykłego minerału, którego naukowcy nigdy wcześniej nie udokumentowali: kuszącej, jaskrawo niebiesko-zielonej skrystalizowanej substancji, którą zespół nazwał petrowit.

Minerał został znaleziony w wulkanicznym krajobrazie dalekiego wschodu Rosji, na szczycie Wulkan Tolbachik w Półwysep Kamczatka.

Niebieskie kryptokrystaliczne skorupy petrowitu. (Filatov i in., Mineralogical Magazine, 2020)

Historia erupcji Tolbachika sięga tysięcy lat wstecz, ale w ostatnim czasie wyróżniają się dwa znaczące wydarzenia: „Wielka Erupcja Szczeliny Tolbachika” z lat 1975–1976 oraz druga, mniej znacząca kontynuacja, która miała miejsce w latach 2012–2013.

Siła erupcji podczas pierwszego zdarzenia rozdarła liczne stożki żużlowe w kompleksie wulkanicznym, otwierając skaliste tereny, które od tamtego czasu okazały się bogatą żyłą złóż fumaroli i nieznanych minerałów, których nie widziano nigdzie indziej.

W sumie wulkan Tolbachik ma roszczenia do 130 wpisz lokalność minerały to były pierwszy zidentyfikowany tutaj, z których najnowszym jest petrowit, minerał siarczanowy, który przyjmuje kształt niebieski kuliste agregaty kryształów tabelarycznychwiele z nich zawiera wtrącenia gazowe.

Badany tu okaz został odkryty w 2000 roku, w pobliżu drugiego stożka żużla związanego z erupcją z 1975 roku i był przechowywany do późniejszej analizy. Być może minęło dużo czasu, ale analiza ta ujawnia teraz, że ten jaskrawo niebieski minerał wykazuje specyficzne cechy molekularne, które wcześniej rzadko widywano.

Atom miedzi w strukturze krystalicznej petrowitu ma niezwykłą i bardzo rzadką koordynację siedmiu atomów tlenu, ” wyjaśnia główny badacz i krystalograf Stanislav Filatov z Uniwersytetu w Petersburgu.

„Taka koordynacja jest charakterystyczna tylko dla kilku związków, a także dla saranchinaitu”.

Pojedyncze ziarno petrowitu. (Filatov i in., Mineralogical Magazine, 2020)

Saranchinait, zidentyfikowane kilka lat temu przez inny zespół z Sankt Petersburga został również odkryty w Tolbachik – i podobnie jak Petrovite jest uderzająco kolorowe.

W przypadku Petrovite minerał, który uważa się za krystalizujący poprzez bezpośrednie wytrącanie z gazów wulkanicznych, przybiera postać niebieskich kryptokrystalicznych skorup otaczających drobny materiał piroklastyczny.

Na poziomie chemicznym petrowit reprezentuje nowy typ struktury krystalicznej, chociaż hipotetycznie jest podobny do saranchinaitu, z którego może być wytwarzany.

Warto zauważyć, że szkielet molekularny petrovitu – składający się z atomów tlenu, siarki sodu i miedzi – ma faktycznie porowaty charakter, wykazując wzajemnie połączone ścieżki, które mogą umożliwić migrację jonów sodu przez strukturę.

Ze względu na to zachowanie – i jeśli uda nam się odtworzyć ramy w laboratorium – zespół uważa, że ​​może to doprowadzić do ważnych zastosowań w materiałoznawstwie, potencjalnie umożliwiając nowe sposoby opracowywania katod do użytku w bateriach i urządzeniach elektrycznych.

Struktura krystaliczna pokazująca ścieżki migracji sodu. (Filatov i in., Mineralogical Magazine, 2020)

„Obecnie największym problemem związanym z tym zastosowaniem jest niewielka ilość metalu przejściowego – miedzi – w strukturze krystalicznej minerału”, – mówi Filatov.

„Można to rozwiązać, syntetyzując w laboratorium związek o takiej samej strukturze jak petrowit”.

Wyniki są zgłaszane w formacie Magazyn mineralogiczny.