Reaction between Forsterite and Nitrogen Fluid at High Pressure and High Temperature


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Behavior of nitrogen in the deep Earth still remains unrevealed. Geochemical data suggest that substantial amount of nitrogen could be stored in the deep Earth. In this study, reactions between forsterite (Mg2SiO4) and molecular nitrogen (N2) were investigated at high pressure and high temperature using laser-heating diamond anvil cells (DACs). Pressure in the DAC was estimated from Raman spectra of nitrogen before heating and the initial pressure was set at 5 GPa. Pelleted sample of powder forsterite or a single crystal of forsterite was loaded in the DAC with N2 fluid. A carbon dioxide laser (λ = 10.64 μm, <100 W) and a fiber laser (λ = 1.019 μm, <100 W) were used to heat forsterite in the temperature range from 1300 to 3500 K. An SEM image on the surface of the recovered forsterite crystal after the laser heating showed a stepwise texture which strongly suggests the dissolution of forsterite into the N2 fluid. The EDS chemical mapping showed that Mg-rich area and Si-poor area overlapping each other, which suggests the preferential dissolution of MgO component and its precipitation from the N2 fluid. X-ray diffraction patterns of the powder and single crystal forsterite samples after the reaction showed reflections assignable to orthopyroxene (MgSiO3) and periclase (MgO). The present experimental results indicate that Mg2SiO4 incongruently melts into MgSiO3 and MgO in N2 fluid. Moreover, N1s XPS spectra collected from a single crystal of forsterite after the reaction with N2 fluid revealed three components assignable to \({\text{NH}}_{4}^{ + },\) N2, and N3–. The present study provides a new clue to the reaction between forsterite and molecular nitrogen under the upper mantle condition.

Об авторах

Hiroyuki Kagi

Geochemical Research Center, Graduate School of Science, The University of Tokyo

Автор, ответственный за переписку.
Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Tokyo, 113-0033

Toshinori Kubo

Geochemical Research Center, Graduate School of Science, The University of Tokyo

Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Tokyo, 113-0033

Ayako Shinozaki

Faculty of Science, Hokkaido University

Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Kita-kuSapporo, 060-0810

Taku Okada

Geochemical Research Center, Graduate School of Science, The University of Tokyo

Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Tokyo, 113-0033

Hiroaki Ohfuji

Geodynamics Research Center, Ehime University

Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Ehime, 790-8577

Aiko Nakao

Institute for Physical and Chemical Research (RIKEN)

Email: kagi@eqchem.s.u-tokyo.ac.jp
Япония, Wako, 351-0012

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».