Полевые шпаты представляют собой наиболее распространенную группу породообразующих минералов на Земле. Они составляют около половины массы земной коры.

Международная группа ученых посвятила новое исследование выяснению причин постоянной влажности этих минералов. В качестве образца они использовали микроклин. Суть работы состояла в изучении его атомной структуры.

Образец расщепили в сверхвакуумной камере по плоскости спайности. При разломе был отмечен моментальный всплеск давления воды, покрывшей поверхности. Ученые предположили ее поступление из флюидных микро- и нанополостей или из глинистых включений.

Объяснение данного явления было найдено в кристаллической структуре минерала. Трехмерный каркас полевых шпатов представлен совокупностью кремнекислородных тетраэдров, соединенных через общие вершины ионов кислорода. У калиевых полевых шпатов калий встраивается в крупные полости. Поскольку микроклин принадлежит к алюмосиликатам, в кремнекислородных тетраэдрах часть ионов кремния замещена алюминием. К общим вершинам тетраэдров прикрепляется и вода из полостей, гидроксилируя поверхность.

Масс-спектрометрия показала, что этой воды хватает для полного гидроксилирования.

На основе теории функционала плотности ученые вычислили энергию адсорбции воды. Расчеты показали, что ее молекулы будут взаимодействовать с микроклином со 100% вероятностью. Это объясняет осаждение атмосферной влаги на его поверхности.

Таким образом, поверхность минерала не бывает сухой поскольку сразу гидроксилируется.