La partición del hierro y los cambios de densidad de la pirolita en el manto inferior de la Tierra

Área de la Ciencia:

• La geofísica es la geofísica.
• Física mineral Física de los minerales
• Ciencias de la Tierra Ciencias de la Tierra Ciencias de la Tierra

Sus antecedentes:

• Las transiciones de fase mineral y la composición química impactan críticamente las interpretaciones geofísicas del interior profundo de la Tierra.
• Se supone que las transiciones de espín inducidas por la presión en minerales como el olivino controlan la partición y el agotamiento del hierro, creando potencialmente estructuras distintas del manto inferior.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la partición del hierro y el comportamiento mineral bajo alta presión utilizando una composición realista del manto de pirolita.
• Determinar la presión a la que se producen las transiciones de espín y su efecto en la distribución del hierro en las fases principales del manto.

Principales métodos:

• Experimentos de alta presión que simulan las condiciones en el manto inferior de la Tierra.
• Análisis de los coeficientes de partición hierro-magnesio en las fases minerales a diferentes presiones.
• Comparación de perfiles de densidad experimentales con datos sismológicos.

Principales resultados:

• Se observó un cambio significativo en el coeficiente de partición hierro-magnesio de alrededor de 40 gigapascales para la pirolita, atribuido a una transición de espín que ocurre a presiones más bajas.
• Se observó un agotamiento mínimo del hierro en la perovskita de silicato de magnesio, posiblemente debido a la retención preferencial de Fe3+.
• Los perfiles de densidad observados se alinean bien con los modelos sismológicos.

Conclusiones:

• La pirolita sirve como un modelo de composición adecuado para las regiones superior a media del manto inferior de la Tierra.
• Las transiciones de espín juegan un papel en la partición del hierro, pero otros factores como la retención de Fe3+ también influyen en la distribución del hierro.
• El estudio valida el uso de pirolita en las interpretaciones geofísicas del manto inferior.