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2025年6月10日 新闻

天体形成的历史:圣大学者新研究

由圣彼得堡大学矿物学家与晶体学家组成的研究团队,基于迪斯科岛(格陵兰)和哈特鲁里姆组(以色列)的自然铁矿石样本,合成了铁—磷体系合金,用以重构地球及太空多种天体的形成过程。

低共熔结构显微照片(奥列格·韦列夏金个人提供)
低共熔结构显微照片(奥列格·韦列夏金个人提供)

圣彼得堡大学矿物学家长期致力于全球特殊岩样研究。该校专家近期针对迪斯科岛含自然铁的火山岩研究表明,此类岩体或为第一批有机体的形成提供磷元素来源,在远古地球的环境下它们是有可能形成的。

本研究获俄罗斯科学基金资助,成果已发表于《Lithos》期刊。

目前,圣彼得堡大学研究者持续探究含自然铁的地球原生岩石。新研究描述了低共熔结构,即:在特定温度下,两种(或更多)相同时由液态凝固,且该共晶体的结晶温度低于各单独相的结晶温度。

“低共熔”这一术语或许并非人尽皆知,但让冬季街道免于结冰,也让冰淇淋得以上市销售的,正是盐(岩盐)与水之间的共晶现象。而碳与铁的共晶作用,则使我们能冶炼出钢铁,须知钢铁的熔炼温度远低于纯铁体系。

圣彼得堡大学矿物学系副教授奥列格·韦列夏金

他指出,自然铁与硫化物、磷化物及碳化物的低共熔共生体具有特殊矿物学价值。尽管此类结构在太空和地球物体中相对常见,但多数研究止步于记录其存在,未能利用这些发现所蕴含的重要生成式信息。

圣彼得堡大学矿物学家证实,在低压和中等高温(形成玄武岩的典型环境)条件下,可形成铁质熔体并随即快速凝固为低共熔结构,且这些结构还指向了特定的、狭窄的结晶温度区间。团队的这一发现可用于重构地球及太空地质体的形成条件。

近年来,圣彼得堡国立大学始终是俄罗斯科学基金会的主要资助对象之一。2022与2023年间,我校更是位居俄罗斯科学基金会资助项目数榜首。

奥列格·韦列夏金强调:“迪斯科岛火山岩与哈特鲁里姆地层组变质岩中发现的构造同我们在陨石中确定的构造具有相似性,这可能表明部分地外天体有类似的形成过程。关键在于,这类岩石的形成无需高压环境,而强还原条件才是其控制它是否出现的主要因素。”

圣彼得堡大学科学家的这项新研究,将有助于更深入理解地壳及其他行星上的地质过程,并为天体的形成机制提供新数据。

本研究获俄罗斯科学基金会资助,同时还得到了俄罗斯科学院乌拉尔分院乌德穆尔特联邦研究中心(俄罗斯伊热夫斯克)与本—古里安大学(以色列贝尔谢巴)科研人员的参与。

圣彼得堡国立大学是俄罗斯最古老的高等学府,由彼得一世于1724年1月28日(公历2月8日)颁布法令建立,同时成立的还有俄罗斯科学院。如今,我校已成为最重要的科教中心之一,拥有逾2万名在校生,15个重点实验室和23个资源中心(均属于国内领先的科学园区),毕业生中涌现出多位诺贝尔奖和菲尔兹奖得主。

不久前,圣彼得堡正式确立了一个新节日——圣彼得堡国立大学日,并已将其列入圣彼得堡市《关于圣彼得堡市节日和纪念日法》中。2025年2月,俄罗斯国家航天集团宇航员在隆重的仪式上将曾往返国际空间站的“圣彼得堡大学300周年”校旗移交给了我校。

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