När man normalt sett talar om ”det vanligaste mineralet”, brukar man referera till jordskorpan, och då torde fältspater tillhörande plagioklaserna vara tveklöst vanligast. Om man däremot tittar på hela planeten ändras bilden ordentligt, och helt andra mineral blir aktuella. Det handlar om en av de två faser som tidigare kallats ”silikatperovskit”, mineral som endast bildas och är stabila under mycket höga tryck. Det rör sig dels om en magnesium-(järn)-silikat, dels om en kalciumsilikat, vilka båda uppvisar samma atomstruktur som mineralet perovskit (en kubisk kalcium-titanoxid).

Det man nu funnit och namnsatt är den magnesiumrika silikatperovskiten. Fram tills alldeles nyss fanns alltså inget namn på denna till och med bland geologer ganska okända fas som så sent som i juni 2014 offentliggjordes som bridgmanit. Passande nog hedras på detta exklusiva sätt den tidigare Nobelpristagaren i fysik, Percy Bridgman. Han fick priset 1946, just för sin forskning om högtrycksfysik.

Silikatperovskiterna bildas vid mycket höga tryck, vilket betyder att de endast kan existera stabilt på stora djup, i jordens inre. Just den magnesiumrika fasen – bridgmaniten – torde utgöra en av de viktigaste komponenterna av vår planet, från övergångszonen mellan den övre och nedre manteln,
vid cirka 650 kilometers djup, till gränsen mellan manteln och kärnan på 2 900 kilometers djup. Med andra ord, en avsevärd del av planetens volym.

Hur vet man då detta? Jo, dels kan man studera mineral och deras fasförändringar experimentellt, genom att exempelvis pressa små mängder av kristallina faser eller kemiska komponenter till höga tryck i laboratoriemiljö, och samtidigt analysera vad som händer med deras strukturer (exempelvis med röntgendiffraktion eller spektroskopiska metoder). Ytterligare en viktig bit i pusslet är de seismologiska undersökningar som gjorts sedan ganska länge.

Genom att mäta hur olika typer av vågor från exempelvis jordbävningar färdas genom jorden kan man se olika gränser och hur olika material i planetens inre responderar på dessa vågor. Det är dessa mätningar som visar just att en fas av bridgmanitens slag bör finnas i en stor del av den undre manteln. Man kan också finna rester av extrema högtrycksmineral (ibland kallade ultrahögtrycksmineral) i bergarter eller bergartsfragment som hastigt förts upp mot ytan.

Därutöver kan man söka efter sådana faser i geologiska miljöer som upplevt mycket höga tryck på eller nära jordens yta – i impaktstrukturer, alltså ärren efter stora meteoritnedslag. I fallen med de riktigt höga trycken är det dock ofta svårt eller omöjligt att finna oomvandlade rester av dem kvar i bergarten, liksom svårt att återskapa de högsta trycken i laboratoriet. Sådana mineral kan också bildas utanför jorden, genom kosmiska kollisioner, och det är just i den miljön som Caltech-forskaren Chi Ma och University of Nevadas Oliver Tschauner har funnit det som nu döpts till bridgmanit. Man fann det nämligen i en meteorit med namnet ”Tenham”. Meteoriten, som föll 1879 i Australien i form av en mängd fragment, visar flera mineralogiska tecken på att ha utsatts för extrema tryck.

Inte minst så var det i denna meteorit som mineralet ringwoodit, en högtrycksversion av magnesiumrik olivin (forsterit) upptäcktes och beskrevs 1969 i Nature. Flera sådana högtrycksmineral påvisades senare i meteoriten, så Ma och Tschauner följde ett lovande spår när de valde Tenham för sina studier. Deras detaljstudier av den chockade meteoriten ledde till sist till upptäckten av det som skulle bli bridgmanit.

Mineralet och namnet godkändes av IMA, International Mineralogical Association, i början av sommaren, och informationen har därefter kommit via CalTech.

Det är intressant att betänka att knappt någon alltså hållit jordens vanligaste mineral i handen!

Erik Jonsson, statsgeolog vid SGU och adjungerad professor vid institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet.

Bridgmanit, världens vanligaste mineral

Bridgmanit, världens vanligaste mineral, har nästan aldrig setts av någon förr. Foto: Chi Ma, Caltech.