רינגוודיט

רִינְגְווּדַיְט (באנגלית: Ringwoodite) הוא פולימורף לחץ גבוה של אוליבין, בעל מבנה ספינל. הוא יציב בטמפרטורות ולחץ גבוהים בעומק מעטפת כדור הארץ (בין 450 ל-650 ק"מ מתחת לפני הקרקע).
הרינגוודיט ידוע ביכולתו להכיל מים במבנה הגבישי שלו, המים המוכלים בגביש אינם נמצאים בו כנוזל אלא כהידרוקסיד (אטום חמצן ואטום מימן קשורים).

המינרל נקרא על שמו של הגאולוג האוסטרלי טד רינגווד (1993-1930) אשר צפה כי המינרל אמור להימצא בכמויות גדולות במעטפת כדור הארץ.

רינגוודיט זוהה לראשונה במטאוריט טנהאם בשנת 1969. טנהאם הוא חלק ממטאוריט גדול שנפל בשנת 1879 בטנהאם שבמערב קווינסלנד.

עד לשנת 2014 נצפה המינרל רק במטאוריטים או בייצור עצמאי במעבדות מחקר, ולא היה ידוע על הימצאותו בכדור הארץ. ב-2014 נמצא המינרל באורח מקרי בתוך יהלום שנכרה ממכרה יהלומים במאטו גרוסו שבברזיל, בגילוי זה הכיל המינרל כ-1.5% מים.

 תפוצה 

במטאוריטים, רינגוודיט מתרחש בעורקיקות של נמס-הלם מרוווה החותך את המטריצה ומחליף אוליבין שנוצר כנראה במהלך מטמורפזית הלם .Chen. בחלק הפנימי של כדור הארץ, אוליבין מופיע במעטפת העליונה בעומקים של פחות מ-410 בערך. ק"מ, ו-ringwoodite משוער

בדרך כלל מאמינים שהאי-רציפות בעומק של 520 ק"מ נגרמת על ידי מעבר של פולימורף אוליבין וואדסלייט (בטא-פאזה) לרינגוודיט (פאזה גמא), בעוד שאי-רציפות בעומק של 660 ק"מ על ידי טרנספורמציה פאזה של רינגוודיט (פאזה גמא). ) לפרובסקיט סיליקט בתוספת מגנזיווסטיט .להיות קיים באזור המעבר מ-520 ל-660 בערך עומק ק"מ. אי רציפות בפעילות סייסמית בסביבות 410 ק"מ, 520 ק"מ, וב-660 עומק ק"מ יוחס לשינויי פאזה הכוללים אוליבין והפולימורפים שלו. ש להסיק כי רינגוודיט בחצי התחתון של אזור המעבר ממלא תפקיד מרכזי בדינמיקה של המעטפת, והתכונות הפלסטיות של רינגוודיט נחשבות קריטיות בקביעת זרימת החומר בחלק זה של המעטפת. היכולת של רינגוודיט לשלב הידרוקסיד חשובה בגלל השפעתו על הריאולוגיה

רינגוודיט סונתז בתנאים המתאימים לאזור המעבר, המכיל עד 2.6 אחוזי משקל מים.. מכיוון שאזור המעבר בין המעטפת העליונה והתחתונה של כדור הארץ עוזר לשלוט בקנה המידה של מסה והעברת חום ברחבי כדור הארץ, נוכחות המים באזור זה, בין אם גלובלית ובין אם מקומית, עשויה להשפיע באופן משמעותי על ריאולוגיה של המעטפת ולכן על זרימת המעטפת. באזורי ההפחתה, שדה היציבות של הרינגוודיט מארח רמות גבוהות של סיסמיות.

יהלום "אולטרה-עמוק" (כזה שעלה מעומק גדול) שנמצא בג'וינה שבמערב ברזיל הכיל הכללה של רינגוודיט - באותה תקופה הדגימה הידועה היחידה ממקור יבשתי טבעי - ובכך סיפק עדות לכמויות משמעותיות של מים כידרוקסיד ב מעטפת כדור הארץ.   אבן החן, באורך של כ-5 מ"מ, הועלתה בהתפרצות דיאטרית .  תכלית הרינגוודיט קטנה מכדי לראות בעין בלתי מזוינת. מאוחר יותר נמצא יהלום שני כזה. 

מאגר המעטפת יכול להכיל בערך פי שלושה יותר מים, בצורה של הידרוקסיד הכלול בתוך מבנה הגבישים הוואדלייט והרינגוודיט, מאשר האוקיינוסים של כדור הארץ גם יחד.

 תכונות כימיות ופיזיקליות 

 הרכב כימי 
לרינגוודיט יש מבנה ספינל, במערכת הגבישים האיזומטרית עם קבוצת החלל Fd  מ' (או F  3 מ'The structure of spinel structure is more accurately described as F3m, according to ). בקנה מידה אטומי, מגנזיום וסיליקון נמצאים בתיאום אוקטהדרלי וטטרהדרלי עם חמצן, בהתאמה. לקשרי Si-O ו-Mg-O יש אופי יוני וקוולנטי מעורב. פרמטר התא ליחידה מעוקבת הוא 8.063 Å עבור Mg 2 SiO 4 ו-8.234 טהור Å עבור Fe 2 SiO 4 טהור.Smyth, J.R. and T.C. McCormick (1995).

הרכבים של Ringwoodite נעים בין Mg 2 SiO 4 טהור ל-Fe 2 SiO 4 בניסויים סינתזה. רינגוודיט יכול לשלב עד 2.6 אחוזים לפי משקל H 2 O.

רינגוודיט סינתטי: לצורך ניסויים, רינגוודיט הידרוס סונתז על ידי ערבוב אבקות של פורסטריט (), ברוסיט ( ), וסיליקה () כדי לתת את הרכב היסודות הסופי הרצוי. לשים את זה תחת לחץ של 20 ג'יגה-פסקל ב  במשך שלוש או ארבע שעות הופך את זה לרינגוודיט, שאותו ניתן לקרר ולהוריד לחץ.

 תכונות פיזיקליות 
ימין|ממוזער|400x400 פיקסלים|נפח מולרי לעומת לחץ בטמפרטורת החדר עבור ringwoodite γ-Mg 2 SiO 4
התכונות הפיזיקליות של רינגוודיט מושפעות מלחץ וטמפרטורה. במצב הלחץ והטמפרטורה של אזור מעבר המעטפת, ערך הצפיפות המחושב של רינגוודיט הוא 3.90 גרם/ס"מ 3 עבור Mg 2 SiO 4 טהור; 4.13 גרם/ס"מ 3 עבור (Mg 0.91, Fe 0.09) 2 SiO 4 של מעטפת פירוליטית; ו-4.85 גרם/ס"מ 3 עבור Fe 2 SiO 4 . זהו מינרל איזוטרופי עם אינדקס שבירה n = 1.768.

צבעו של רינגוודיט משתנה בין המטאוריטים, בין אגרגטים נושאי רינגוודיט שונים, ואפילו בצבר אחד בודד. אגרגטים של רינגוודיט יכולים להראות כל גוון של כחול, סגול, אפור וירוק, או שאין להם צבע כלל. מבט מקרוב על אגרגטים צבעוניים מראה שהצבע אינו הומוגני, אלא נראה שמקורו במשהו בגודל דומה לקריסטלי הרינגוודיט.Lingemann C. M. and D. Stöffler 1994. בדגימות סינתטיות, רינגוודיט Mg טהור הוא חסר צבע, בעוד שדגימות המכילות יותר מאחוז שומה אחד Fe 2 SiO 4 הן בצבע כחול עמוק. נראה שהצבע נובע מהעברת טעינה Fe 2+ -Fe 3+ .

 קישורים חיצוניים 

 מעטפת כדור הארץ מלאה מים, בריאן פאלמר, Slate, מרץ 2014 


 הערות שוליים 

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:נזוסיליקטים
קטגוריה:מינרלים סיליקטיים
קטגוריה:מינרלי מגנזיום
קטגוריה:מינרלים יוצרי סלעים
קטגוריה:מינרלים
קטגוריה:מטאוריטים
קטגוריה:כדור הארץ