La superplasticidad del manto y su desaparición automática

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La superplasticidad, la capacidad de los materiales sólidos para sufrir grandes deformaciones plásticas, está bien documentada en los metales y la cerámica.
• Su aparición en materiales geológicos, como las capas de hielo y el manto de la Tierra, ha sido especulada durante mucho tiempo, pero experimentalmente no confirmada.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar experimentalmente y caracterizar la superplasticidad en geomateriales relevantes para el manto de la Tierra.
• Investigar los mecanismos de deformación y la evolución microestructural asociada durante el flujo superplástico en estos análogos.

Principales métodos:

• Deformación experimental de los análogos policristalinos forsterita + periclasa (9:1) y forsterita + enstatita + diopside (7:2.5:0.5) bajo condiciones de subsolido.
• Análisis de los cambios microestructurales, incluida la evolución del tamaño del grano y los mecanismos de deformación (deslizamiento del límite del grano).

Principales resultados:

• Los análogos de geomateriales lograron un alargamiento homogéneo de hasta el 500% sin fallas, confirmando la superplasticidad.
• La deformación fue acompañada por el endurecimiento por tensión, atribuido al crecimiento del grano a través del deslizamiento del límite del grano.
• Se estableció una relación empírica cepa-grano tamaño-viscosidad.

Conclusiones:

• El flujo superplástico en el manto de la Tierra, particularmente en las zonas de cizallamiento y losas de subducción, es plausible.
• La superplasticidad del manto conduce inevitablemente a un crecimiento significativo de los granos, aumentando la viscosidad y eventualmente deteniendo el flujo.
• Esta evolución microestructural tiene un impacto en la dinámica del manto y la reología.