Cambios inducidos por la presión en el mecanismo de compresión de la perovskita aluminosa en el manto de la Tierra

Área de la Ciencia:

• La geofísica es la geofísica.
• Física mineral Física de los minerales
• Materiales computacionales Ciencia de la ciencia.

Sus antecedentes:

• El aluminio (Al) es abundante en el manto de la Tierra, pero su influencia en la perovskita MgSiO3, un mineral clave del manto inferior, está poco estudiada.
• Las perovskitas MgSiO3 exhiben una sensibilidad significativa a la incorporación de Al, lo que afecta sus propiedades físicas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el impacto del aluminio en la compresibilidad de la perovskita MgSiO3.
• Determinar si las vacantes de oxígeno son responsables de los cambios observados en las propiedades de la perovskita.
• Para evaluar la influencia dependiente de la presión del aluminio en la física mineral del manto inferior.

Principales métodos:

• Se emplearon cálculos ab initio para calcular la compresibilidad de las perovskitas con defectos.
• Las simulaciones se centraron en las composiciones de miembros finales para aislar los efectos de las vacantes de oxígeno.

Principales resultados:

• La perovskita con 5% de peso de Al2O3 muestra un módulo de volumen un 10% más bajo, lo que indica una mayor compresibilidad.
• Los cálculos confirman que las vacantes de oxígeno mejoran significativamente la compresibilidad de la perovskita.
• Las vacantes de oxígeno se vuelven menos favorables a altas presiones, lo que sugiere un impacto limitado de Al en el manto profundo.

Conclusiones:

• La incorporación de aluminio, probablemente a través de vacíos de oxígeno, altera las propiedades de la perovskita del manto inferior, afectando potencialmente las velocidades sísmicas y el almacenamiento de agua.
• La influencia del aluminio en la compresibilidad de la perovskita es dependiente de la presión, impactando principalmente en el manto inferior poco profundo.