I en studie publicerad i tidskriften Nature Research Kommunikationsmaterial , QUT-forskare Dr. Christoph Schrank, Dr Oliver Gaede, från School of Earth and Atmospheric Sciences, och Master of Science-examen Katherine Gioseffi slog sig ihop med den australiensiska Synchrotron och kollegor från University of New South Wales och University of Warszawa för att studera hur gips torkar ut mycket snabbare under tryck.

"Dehydrering är en process där mineraler avger vattnet som är bundet i deras kristallgitter på grund av uppvärmning, " sa Dr. Schrank.

"Det steniga skalet på vår planet, litosfären, innehåller många stenar rika på vattenhaltiga mineraler. Vattnet som produceras av uttorkning av litosfären har en enorm inverkan på geologiska processer som bildandet av vulkaner, malmfyndigheter, och jordbävningar."

I studien, forskarna använde en unik högtryckscell med synkrotrontransmissionsröntgenspridning som använder extremt ljusa röntgenstrålar för att avslöja hur stenprover transformeras under höga temperaturer och tryck i nanometerskalan (en miljarddels meter).

ANSTO australiska synkrotron, i Melbourne, ligger i en byggnad lika stor som en fotbollsstadion och kan använda elektroner för att producera intensiva ljusstrålar som är mer än en miljon gånger starkare än solen.

I forskningscentret, elektronstrålarna färdas genom tunnlar med strax under ljusets hastighet i en cirkulär bana som är "synkroniserad" genom applicering av starka magnetfält.

Mineraluttorkning, även kallad kalcinering, är viktigt i industriella processer. I århundraden har människor uttorkat gips (CaSO ₄ ·2H ₂ O) för att skapa hemihydrat (CaSO ₄ ·0,5H ₂ O), mer känd som gips av Paris.

Byggindustrin producerar cirka 100 miljarder kg gips av Paris varje år för produkter inklusive cement och murbruk, och det används i medicinska scenarier för gips för immobilisering av frakturerade ben.

Det pågår också en pågående vetenskaplig debatt om ursprunget till stora avlagringar av gips och hemihydrat på Mars.

I den här studien, forskarna testade om hastigheten med vilken gipssten torkar påverkas av små förändringar i stress, såsom tryckförändringarna i plattektonikens funktion.

"Till vår förvåning, vi upptäckte att om vi klämde fast våra prover med ett något åtdraget skruvstycke, stenarna förlorade sitt vatten dubbelt så snabbt än utan att klämma fast, " sa Dr Gaede.

"Detta fynd har viktiga konsekvenser för geologiska processer. När tektoniska plattor kolliderar längs deras gränser, tektoniska spänningar inom plattorna byggs långsamt upp med tiden."

Dr Schrank sa att den nya forskningen tyder på att en liten tillväxt i tektonisk stress kan påskynda frigörandet av vatten inom plattorna och därför främja jordbävningar och bildandet av nya mineraler.

Forskningsresultaten kan hjälpa ingenjörer att designa mer energieffektiva kalcineringsprocesser.