Cambios de coordinación inducidos por la presión en los fundidos de germanato alcalino: una investigación...

Área de la Ciencia:

• La geoquímica es la geoquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física mineral Física de los minerales

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento de la fusión de silicatos bajo alta presión es crucial para comprender los procesos geológicos dentro del manto de la Tierra.
• El germanato de sodio (Na2Ge2O5).H2O) sirve como un análogo relevante para las estructuras de silicato fundido debido a las similitudes en la química de enlace y coordinación.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la evolución estructural inducida por presión del germanato de sodio líquido utilizando la espectroscopia Raman.
• Para determinar los cambios en la coordinación del germanio (tetraédrico vs. octaédrico) en función de la presión aplicada.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroscopia Raman para sondear los modos de vibración de la muestra líquida.
• Los experimentos se llevaron a cabo a presiones de hasta 2,2 gigapascales para observar las transiciones estructurales.

Principales resultados:

• Se observó un aumento significativo en la intensidad de un pico cercano a 240 números de onda, atribuido a grupos octaédricos de GeO ((6), con aumento de la presión.
• Una disminución correspondiente en la intensidad de un pico cercano a 500 números de onda, asociado con grupos tetraédricos GeO(4), indicó un cambio en la coordinación del germanio.
• La proporción de germanio octaédrico aumentó de cerca de 0% a presión ambiente a más del 50% a 2.2 gigapascales.

Conclusiones:

• La alta presión induce una transición de la coordinación tetraédrica a la octaédrica para el germanio en el germanato de sodio líquido.
• Estos hallazgos sugieren que los fundidos de silicato pueden sufrir cambios de coordinación similares a altas presiones que se encuentran en las profundidades de la Tierra.
• Tales transformaciones estructurales podrían impactar en las pendientes de fusión de silicatos y conducir a la formación de magmas flotantes neutrales en la zona de transición del manto.