Вчені виявляють, як утворюється гіпс, і як він може розповісти нам більше про воду на Марсі

Нове пояснення того, як гіпсові форми можуть змінити спосіб обробки цього важливого будівельного матеріалу, а також дозволить нам інтерпретувати наявність води в минулому на інших планетах, таких як Марс. Про роботу повідомляється в Nature Communications.

Гіпс (CaSO. 4 · 2H2O) - це економічно важливий мінерал, який широко використовується як комерційний будівельний матеріал `` Штукатурка Парижа '', з глобальним виробництвом

100 мільярдів кг на рік. Це всюдисущий мінерал на поверхні Землі, а також він знаходиться на поверхні Марса. Незважаючи на його важливість, до цього часу ми не розуміли, як гіпс виростає з іонів у розчинах.

Вважалося, що утворення гіпсу з концентрованих водних розчинів сульфату кальцію є простим одноетапним процесом. Однак група європейських геохіміків зараз показала, що гіпс утворюється через складний 4-етапний процес: розуміння цього процесу відкриває шлях до більш енергоефективного виробництва штукатурки.

Багатонаціональна група дослідила процес, використовуючи розсіяння рентгенівських променів на основі синхротрону in-situ та розрізнене у часі на алмазному джерелі світла (Харвелл, Великобританія), і визначила та кількісно визначила кожен з 4 етапів процесу формування, особливо виділяючи, що початкові моменти в ланцюг реакцій має особливе значення, оскільки вони визначають кінцеві властивості гіпсу.

На цьому 1-му кроці крихітні подовжені частинки розміром до 3 нм утворюють основні будівельні блоки (цегла). На наступних етапах ці цегли агрегуються, самостійно збираються і переставляються, і нарешті перетворюються на кристали гіпсу.

"Важливо, що ми передбачаємо, що можна змінити цей шлях, спеціально націлившись на окремі стадії. Наприклад, ми могли б зупинити реакцію на першому етапі, коли утворюються лише наноцеглини, і таким чином безпосередньо синтезувати високореактивний попередник гіпсової штукатурки "сказав доктор Томас Ставскі (Університет Лідса та GFZ, Потсдам), провідний автор дослідження. Оскільки штукатурка зазвичай виробляється за рахунок енергоємного нагрівання гіпсу, такий підхід різко знизить собівартість продукції та суттєво зменшить вуглецевий слід галузі.

Доктор Ставський продовжив. "Це багатомільярдна галузь, але основна геохімія, яка лежить в основі фундаментального процесу, не була зрозуміла. Попередні спроби зрозуміти утворення гіпсу залежали від відбору проб з розчинів, в яких утворювався мінерал, і сушіння, тому ніколи не було зрозуміло, що що ми бачили, що це був артефакт цього процесу. Це все одно, що, дивлячись на древню мумію, ви бачите результати процесу сушіння, але це не дає вам реального розуміння нещодавно мертвого фараона, з якого вони починали. Тепер ми маємо чіткий ідея процесу ".

Старший автор дослідження, професор Ліан Г. Беннінг (президент Європейської асоціації геохімії (див. Примітки для отримання додаткової інформації) та (Університет Лідса та GFZ, Потсдам) наголошує, що:

"Ми знаємо, що гіпс природним чином знаходиться на Марсі, тому застосування наших поточних знахідок також допоможе нам зрозуміти та передбачити гідрологічні умови на час утворення гіпсу на інших планетах".

Європейська асоціація геохімії бажає виділити цей документ як приклад спільної та багатонаціональної досконалості в європейській геохімії.