13:04 15 Ottobre 2018
A side breakthrough eruption of Volcano Plosky Tolbachik in Kamchatka

Nuovo minerale scoperto sulle pendici del vulcano Tolbachik

© Sputnik . Yury Demyanchuk
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I geologi e vulcanologi russi hanno trovato nelle fessure del vulcano Tolbachik in Kamchatka un nuovo minerale, solfato di rame e magnesio, CuMg (SO4) 2, e lo hanno chiamato Dravertite . I risultati dello studio sono stati pubblicati nelle riviste Mineralogy and Petrology e European Journal of Mineralogy.

Gli scienziati hanno condotto uno studio sistematico sulle fumarole attive del vulcano Tolbachik in Kamchatka. Le fumarole sono crepe e buchi nei crateri da cui fuoriescono gas incandescenti. Le fumarole del Tolbachik sono apparse a causa della forte eruzione del vulcano negli anni 1975-1976 e rimarranno calde per più di quaranta anni: la temperatura dei gas vulcanici nei luoghi dove vengono rilasciati in superficie raggiunge ora i 500° C.

Nel corso di questo studio, gli scienziati hanno estratto da due fumarole con una temperatura di 290-370°C dei campioni di minerali che sembravano inusuali per i geologi. I ricercatori hanno determinato la loro composizione chimica usando un microanalizzatore a sonda elettronica. Nella parte cationica di questo solfato c'erano molto rame, del magnesio e un mix rilevante di zinco. Lo spettro infrarosso ha mostrato l'assenza di gruppi contenenti idrogeno, il che non sorprende per un minerale formatosi ad alte temperature e ad alta pressione atmosferica. Allo stesso tempo, i solfati naturali sia di rame e magnesio nel loro insieme, al contrario, sono caratterizzati dalla presenza di gruppi ossidrilici e di acqua molecolare, mentre i minerali di tale composizione privi di idrogeno sono estremamente rari.

"Il minerale ha superato l'approvazione della Commissione sui nuovi minerali, la nomenclatura e la classificazione dell'Associazione Mineralogica Internazionale. Abbiamo chiamato questo minerale Dravertite  in memoria del eccezionale russo Geologia e Mineralogia, Peter Lyudovikoviche Dravert (1879-1945), che ha studiato depositi di minerali in Siberia e degli Urali" ha detto uno degli autori degli articoli Igor Pekov, dottore in scienze geologiche-mineralogiche, ricercatore senior presso il Dipartimento di Mineralogia della Facoltà di Geologia dell'Università Statale di Mosca.

L'analisi con raggi infrarossi e raggi X ha mostrato che il minerale è imparentato con il solfato rameico, CuSO4, forma anidra che si trova nella calcocianite, minerale abbastanza diffuso nei soffioni di Tolbachik. Nonostante la loro relazione, i minerali si sono rivelati completamente diversi. La calcocianite è instabile, il minerale già nei primi giorni di contatto con l'aria contenente umidità atmosferica fredda, l'acqua inizia a muoversi nei solfati di rame, mentre la dravertite e è stabile.

Al fine di svelare la natura del nuovo minerale e le sue proprietà, gli scienziati hanno condotto analisi strutturale a raggi X. Da uno dei campioni è stato estratto un cristallo con dimensioni di 30x70x80 micron, talmente perfetto da porter decifrare la struttura cristallina del composto. I dati strutturali hanno dimostrato che effettivamente la dravertite è  simile alla calcocianite, ma il solfato di rame puro nel reticolo cristallino del nuovo rame minerale e magnesio è piuttosto ordinato. Inoltre la calcocianite è chimicamente molto reattiva, reagisce istantaneamente al vapore acqueo in atmosfera umida, mentre la struttura dravertite è più equilibrata, rendendo minerale significativamente più stabile rispetto agli aggressori chimici.

Una caratteristica del minerale trovato è la sua semplicità, perché la maggior parte dei minerali recentemente scoperti hanno una composizione chimica complessa. Inoltre, non esistono analoghi o "parenti" stretti nelle relazioni chimiche o strutturali, anche tra le sostanze inorganiche sintetiche. I ricercatori hanno suggerito che la dravertite si fomri direttamente dal gas caldo o che si cristallizzi nell'interazione dei gas contenenti rame, zinco e zolfo, sulle pareti di basalto che compongono le fumarole. Allo stesso tempo, la maggior parte dei lavori sulla sintesi di solfato di rame, magnesio ed elementi collegati sono state effettuate in soluzioni acquose con sistemi in cui tali solfati doppi privi di idrogeno non possono cristallizzarsi.

"In conclusione, notiamo che solo un anno dopo la scoperta della dravertite i nostri colleghi dell'Università statale di San Pietroburgo e dell'Istituto di vulcanologia e sismologia hanno trovato nelle fumarole di Tolbachik un analogo di dravertite a base di zinco,CuZn (SO4) 2 con la stessa struttura di cristallo. Anche noi abbiamo trovato questi minerali indipendentemente da loro e abbiamo deciso di unire le forze per studiarlo. Ha ricevuto il nome di Germanico in memoria di Hermann Jan (1907-1979), lo scopritore dell'effetto Jan-Teller. Questa scoperta ha confermato che non si tratta di un "capriccio della natura" casuale, e che i rappresentanti di questo tipo di minerale si formano in condizioni estreme nelle fumarole dei vulcani attivi" ha concluso il ricercatore.

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Scienza e Tecnica, Scoperta, minerali, scoperta, Università, Accademia Russa delle Scienze, Kamchatka
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