แร่ที่มีมากที่สุดในโลกได้ชื่ออย่างเป็นทางการสักที

By: terminus
Writer
on Sun, 30/11/2014 - 17:40

องค์ประกอบ 93% ของชั้นแมนเทิลส่วนล่าง (Lower Mantle - ระดับความลึกตั้งแต่ 660 ถึง 2,891 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก) คือแร่ของซิลิเกต, เหล็ก, แมกนีเซียม, แคลเซียมที่อยู่ในโครงสร้างผลึกแบบ perovskite นักวิทยาศาสตร์จึงเรียกแร่นี้รวมๆ ว่า silicate-perovskite โดยรูปแบบที่พบได้มากที่สุดของแร่ silicate-perovskite คือ MgSiO3-perovskite ซึ่งเชื่อกันว่ามีมากถึง 70% พอเอาตัวเลขนี้มาคำนวณบวกลบคูณหารคร่าวๆ แล้ว ก็จะสรุปได้ว่า 38% ของปริมาตรทั้งหมดของโลกของเราเป็นแร่ MgSiO3-perovskite นี่แหละ แต่ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถตั้งชื่อให้กับแร่ชนิดนี้ได้!

อย่าสับสนว่า "silicate-perovskite" เป็นชื่ออย่างเป็นทางการของแร่ชนิดนี้ มันเป็นแค่การเรียกตามองค์ประกอบในสูตรแร่และโครงสร้างผลึกเท่านั้น ไม่ใช่ชื่อ
และอย่าสับสนกับแร่ที่ชื่อว่า "Perovskite" ซึ่งเป็นแร่แคลเซียมไทเทเนียมออกไซด์

สาเหตุที่ MgSiO3-perovskite ไม่มีชื่อมาเป็นเวลาเนิ่นนานเป็นเพราะกฏการตั้งชื่อแร่ของ International Mineralogical Association (IMA) ระบุไว้ว่านักวิทยาศาสตร์จะตั้งชื่อแร่ได้ก็ต่อเมื่อมีการศึกษาวิเคราะห์แร่นั้นในสถานะตามธรรมชาติของมันซะก่อน ปัญหาคือเราไม่มีปัญญาไปขุดแร่นี้มาจากชั้นแมนเทิลส่วนล่างแน่ๆ หรือต่อให้ขุดขึ้นมาได้ แร่ MgSiO3-perovskite ก็จะสูญเสียโครงสร้างตามธรรมชาติของมันทันทีที่มันหลุดพ้นจากสภาวะอุณหภูมิและความดันสูงมหาศาลใต้พิภพ

ในเมื่อมองหาหนทางจากใต้โลกไม่ได้ ทีมนักวิจัยที่นำโดย Oliver Tschauner แห่ง University of Nevada เลยเปลี่ยนมุมหันไปมองหาแหล่งแร่ MgSiO3-perovskite จากท้องฟ้าบ้าง สิ่งที่พวกเขาต้องการคืออุกกาบาตที่ผ่านสภาวะอุณหภูมิและความดันมหาศาล, และในขณะเดียวกันก็ต้องเย็นลงอย่างรวดเร็วพอที่จะรักษาโครงสร้างผลึกของแร่ด้วย อุกกาบาตที่มีคุณสมบัติตรงตามที่พวกเขาต้องการ คือ อุกกาบาตลูกหนึ่งที่ตกลงในออสเตรเลียเมื่อปี ค.ศ. 1879 อุกกาบาตลูกนี้ได้ผ่านสภาวะอุณหภูมิ 2100°C และความดันประมาณ 240,000 ความดันบรรยากาศในขณะที่โคจรอยู่ในอวกาศ สภาวะอุณหภูมิและความดันสูงระดับนี้ใกล้เคียงสภาวะของชั้นแมนเทิลอันเพียงพอที่จะทำให้แร่ MgSiO3-perovskite อยู่ในสภาวะเสถียรได้ และอุณหภูมิเยือกเย็นของอวกาศก็น่าจะช่วยรักษาโครงสร้างผลึกของมันเอาไว้ได้

ทีมวิจัยของ Oliver Tschauner ได้วิเคราะห์เศษก้อนอุกกาบาตและพบสิ่งที่พวกเขาต้องการเป็นก้อนแร่ MgSiO3-perovskite ขนาดเล็กจิ๋วๆ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20-30 ไมโครเมตรฝังตัวอยู่ในสายแร่เส้นสีดำๆ ที่พาดผ่านทั่วก้อนอุกกาบาต


ภาพจาก Science Magazine เครดิตภาพ: Tschauner et al., 2014, Science/AAAS

เพียงเท่านี้ก็ครบพิธีการตามกฏของ IMA ทันที ดังนั้นหลังจากที่รอกันมาแสนนาน แร่ silicate-perovskite ก็ได้มีชื่ออย่างเป็นทางการสักที โดย Oliver Tschauner ตั้งชื่อว่า "bridgmanite" เพื่อให้เกียรติแด่ Percy Bridgman นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลผู้ซึ่งคิดวิธีวิเคราะห์แร่ที่ผ่านสภาวะความดันมหาศาลสุดขีด

ในที่สุดเราก็ได้สอนลูกสอนหลานของเราสักทีว่าแร่ที่มีมากสุดในโลกคือ bridgmanite แทนที่จะต้องเรียกมันอย่างแค่นๆ ด้วยชื่อดาษๆ ทั่วไปอย่าง silicate-perovskite

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Science DOI: 10.1126/science.1259369

ที่มา - Science Shot

5 Comments

mementototem's picture

เพราะมันเป็นหน่วยงานนานาชาติ แล้ว Unobtainium มันไม่มีอยู่ในโลก ก็เลยไม่เกี่ยวกับชาติไหนไงครับ

ผมมั่วนะ อย่าเชื่อผมขึ้นมาล่ะ

hisoft's picture

เหมือนอ่านเรื่องสั้นเลยครับ แล้วเรื่องนี้จะต้องเป็นตำนาน (^.^)

The Phantom Thief

zipper's picture

ถ้าอย่างนี้ ก็เป็นไปได้ว่าเราอาจจะพบแร่ธาตุแปลกๆ ที่ไม่มีในโลกบนดวงที่มีสภาวะทางกายภาพต่างไปจากโลก แร่ธาตุแปลกๆ นั้นอาจจะมีคุณสมบัติบางอย่างที่เป็นประโยชน์มากๆ ก็ได้ ถ้าอย่างนั้นชาติไหนที่สามารถส่งยานขึ้นไปอวกาศได้ก็จะได้เปรียบมากๆ โครงการอวกาศก็จะไม่ใช่แค่เรื่องแสดงศักยภาพของประเทศและเรื่องการทดลองทางวิทยาศาสตร์บนอวกาศอีกต่อไป มันก็จะมีประโยชน์ในทางพานิชย์ด้วย