Las pendientes de presión-temperatura negativas para las reacciones Formigno MgSiO3 Perovskita de calorimetría

Área de la Ciencia:

• La geoquímica es la geoquímica.
• Física mineral Física de los minerales
• La termodinámica es la termodinámica.

Sus antecedentes:

• Comprender las transiciones de fase del silicato de magnesio (MgSiO3) es crucial para modelar el manto de la Tierra.
• Los datos termodinámicos de alta presión y alta temperatura son esenciales para modelos geofísicos precisos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una técnica calorimétrica sensible de solución de gota diferencial para el análisis de muestras diminutas.
• Para determinar la entalpía de la transición ilmenita-perovskita en el MgSiO3.
• Para evaluar la termodinámica de las transiciones de fase MgSiO3 y Mg2SiO4 relevantes para la composición del manto.

Principales métodos:

• Utilizó un nuevo método de calorimetría de solución de gota diferencial diferencial.
• Se analizó una muestra de 5,18 miligramos de perovskita sintetizada a 25 GPa y 1873 K.
• Entalpias de reacción calculadas y pendientes de presión-temperatura.

Principales resultados:

• Se determinó que la entalpía de la transición ilmenita-perovskita en MgSiO3 fue de 110,1 ± 4,1 kJ/mol.
• Ambas reacciones evaluadas (ilmenita a perovskita y espinel a perovskita + MgO) muestran pendientes de presión-temperatura negativas.
• -0.005 ± 0.002 GPa/K para el MgSiO3 (ilmenita) y el MgSiO3 (perovskita).
• -0.004 ± 0.002 GPa/K para el Mg2SiO4 (espinel) a MgSiO3 (perovskita) + MgO (periclasa) -0.004 ± 0.002 GPa/K para el Mg2SiO4 (spinel) a MgSiO3 (perovskita) + MgO (periclasa) -0.004 ± 0.002 GPa/K para el Mg2SiO4 (spinel) a MgSiO3 (perovskita) + MgO (periclasa) -0.004 ± 0.002 GPa/K para el Mg2SiO4 (spinel) y para el MgSiO3 (perovskita)

Conclusiones:

• La técnica calorimétrica desarrollada es eficaz para el análisis de muestras pequeñas.
• Las pendientes P-T negativas sugieren que estas transiciones pueden influir en la dinámica del manto.
• La pendiente P-T para la reacción de espinela a perovskita + MgO puede no ser lo suficientemente negativa como para evitar la convección de todo el manto.