Новый минерал из Сибири объяснил прошлое метеоритов

Неизвестный науке минерал, состоящий из никеля и германия, обнаружили российские геологи в руде из Норильска. До сих пор вещество с таким составом встречалось только в метеоритах.

Минерал может накапливать германий в бескислородных условиях, что важно для понимания формирования космических тел и земного ядра. Это открытие поможет изучить состав ядер планет, так как железные метеориты считаются их обломками, сообщили в пресс-службе Санкт-Петербургсокго госуниверситета.

Ученые вуза с коллегами обнаружили новый минерал — германид никеля — в породах Норильского рудного района в Красноярском крае. Около 40 лет эти образцы хранились в качестве музейных экспонатов, а сейчас минералоги университета исследовали их с помощью оптической и электронной микроскопии, изучили химический состав и установили их кристаллические структуры.

Находка показывает, что для образования германида никеля не требуется высокого давления, однако необходимы высокие температуры и обилие восстановителя (донора электронов). Вероятно, именно в таких условиях образовывались некоторые метеориты, считающиеся обломками ядер планет.

Новый минерал получил название ольгафранкит в честь профессора СПбГУ Ольги Викторовны Франк-Каменецкой.

Важно отметить, что содержание никеля и германия лежит в основе классификации железных метеоритов, а для многих метеоритов известны прямые связи между содержанием никеля и германия. Это означает, что обнаруженный в земных породах минерал может присутствовать не только в Румурути, но и в других метеоритах.

Как объяснил руководитель исследования, доцент СПбГУ Олег Верещагин, обычно железные и железокаменные метеориты считаются частями ядер астероидов или нижней мантии космических тел, то есть пород, сформированных в условиях высоких температур и давлений. Однако ольгафранкит был найден в породах, сформировавшихся в земной коре, то есть в области низких давлений. Это может изменить представление об образовании некоторых космических тел, так как именно минеральный состав чаще всего служит основой для реконструкции условий формирования геологических объектов.

Ученые определили, что для формирования ольгафранкита в природе должна сформироваться редкая комбинация условий: необходимы высокие температуры и обилие восстановителя (вещества, которое отдает электроны, например углерода в виде углей). Помимо этого, породы должны обогатиться никелем и германием. Изучив условия формирования ольгафранкита на Земле, авторы показали, что природные германиды могут образовываться без участия высоких давлений, то есть близко к поверхности.

Ранее ученые исследовали состав земных пород с самородным железом и выявили еще ряд типичных для железных метеоритов минералов, считающихся на Земле экзотическими. Таким образом, можно предположить, что как минимум часть железных метеоритов могла сформироваться в условиях низких давлений.

«В дальнейшем мы попробуем сравнить земное и внеземное, найденное в метеорите вещество, чтобы найти разницу в условиях формирования различных бескислородных минералов в космосе и на Земле. Германиды известны своими необычными физическими свойствами, и мы смогли получить синтетический аналог минерала и дополнить наше описание природного объекта сведениями о его рукотворном „двойнике“ (антропотипе). Благодаря ему мы смогли изучить оптические свойства минерала (цвет, показатель отражения), оценить его твердость, устойчивость к растворению кислотами. Нам пока не удалось установить возраст исследуемого минерала, однако мы надеемся в будущем с помощью изотопного анализа найти ответ и на этот вопрос», — рассказал руководитель проекта доцент кафедры минералогии Санкт‑Петербургского государственного университета Олег Верещагин.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале American Mineralogist.