La elasticidad de la fase MgSiO3 posterior a la perovskita en el manto más bajo 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:

• La perovskita de silicato de magnesio (MgSiO3) se considera el componente principal del manto inferior de la Tierra.
• Esta fase por sí sola no puede explicar completamente las discontinuidades de velocidad sísmica (capa D) o la anisotropía sísmica en el manto más bajo.
• Estudios previos a menudo confirmaban la estabilidad de la perovskita, sin explicar los fenómenos geofísicos observados.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estabilidad y las propiedades de una fase potencial "post-perovskita" de MgSiO3.
• Determinar si esta nueva fase puede explicar las anomalías sísmicas en la capa D".
• Proporcionar una base teórica para las observaciones geofísicas en el interior profundo de la Tierra.

Principales métodos:

• Los cálculos de los primeros principios se emplearon para modelar la estructura, la estabilidad y la elasticidad de las fases de MgSiO3.
• Los cálculos se centraron en las condiciones de temperatura cero para evaluar los límites de la estabilidad de fase.
• Comparación de las propiedades calculadas con los datos sísmicos de la discontinuidad D".

Principales resultados:

• Se encontró que la fase "post-perovskita" de MgSiO3 era estable a presiones por encima de 98 GPa.
• Este rango de presión se alinea con las condiciones cercanas al límite núcleo-manto (discontinuidad D").
• Las propiedades elásticas calculadas de la fase posterior a la perovskita son consistentes con las discontinuidades sísmicas observadas y la anisotropía.

Conclusiones:

• La fase MgSiO3 posterior a la perovskita es probablemente el componente dominante de la capa D1.
• Esta transición de fase ofrece una explicación unificada para las discontinuidades de velocidad sísmica y la anisotropía de polarización.
• Las investigaciones adicionales deberían incorporar la temperatura y los efectos de los elementos menores para una comprensión completa.