In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Research Communicatiematerialen , QUT-onderzoekers Dr. Christoph Schrank, Dr. Oliver Gaede, van de School of Earth and Atmospheric Sciences, en Master of Science-afgestudeerde Katherine Gioseffi werkte samen met de Australische Synchrotron en collega's van de Universiteit van New South Wales en de Universiteit van Warschau om te bestuderen hoe gips veel sneller uitdroogt onder druk.

"Uitdroging is een proces waarbij mineralen door verhitting het in hun kristalroosters gebonden water afstoten, ' zei dokter Schrank.

"De rotsachtige schil van onze planeet, de lithosfeer, bevat veel rotsen die rijk zijn aan waterhoudende mineralen. Het water dat wordt geproduceerd door uitdroging van de lithosfeer heeft een enorme impact op geologische processen zoals de vorming van vulkanen, ertsafzettingen, en aardbevingen."

In de studie, de onderzoekers gebruikten een unieke hogedrukcel met synchrotrontransmissie X-ray scattering die extreem heldere röntgenstralen gebruikt om te onthullen hoe gesteentemonsters transformeren onder hoge temperaturen en drukken op de schaal van nanometers (een miljardste van een meter).

De ANSTO Australische Synchrotron, in Melbourne, bevindt zich in een gebouw ter grootte van een voetbalstadion en kan elektronen gebruiken om intense lichtstralen te produceren die meer dan een miljoen keer helderder zijn dan de zon.

In het onderzoekscentrum de elektronenbundels reizen door tunnels met net onder de lichtsnelheid in een cirkelvormige baan die wordt "gesynchroniseerd" door de toepassing van sterke magnetische velden.

Minerale uitdroging, ook wel calcineren genoemd, is belangrijk in industriële processen. Eeuwenlang ontwaterde men gips (CaSO ₄ ·2H ₂ O) om hemihydraat (CaSO .) te maken ₄ ·0.5H ₂ O), beter bekend als gips van Parijs.

De bouwsector produceert elk jaar ongeveer 100 miljard kg gips uit Parijs voor onder meer cement en mortels, en het wordt gebruikt in medische scenario's voor afgietsels voor de immobilisatie van gebroken botten.

Er is ook een lopend wetenschappelijk debat over de oorsprong van grote afzettingen van gips en hemihydraat op Mars.

In dit onderzoek, de onderzoekers testten of de snelheid waarmee gipssteen uitdroogt wordt beïnvloed door kleine veranderingen in stress, zoals de drukveranderingen in de werking van platentektoniek.

"Tot onze verbazing we ontdekten dat als we onze monsters vastklemden met een iets strakkere bankschroef, de rotsen verloren hun water twee keer zo snel dan zonder klemmen, ' zei dokter Gaede.

"Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor geologische processen. Wanneer tektonische platen langs hun grenzen botsen, tektonische spanningen in de platen bouwen zich in de loop van de tijd langzaam op."

Dr. Schrank zei dat het nieuwe onderzoek suggereert dat een kleine toename van tektonische spanning het vrijkomen van water in de platen kan versnellen en daardoor aardbevingen en de vorming van nieuwe mineralen kan bevorderen.

De onderzoeksresultaten kunnen ingenieurs helpen om meer energie-efficiënte calcineringsprocessen te ontwerpen.