Video Experimental Relacionado
Updated: May 15, 2026
11:50
Metal-silicate Partitioning at High Pressure and Temperature: Experimental Methods and a Protocol to Suppress Highly Siderophile Element Inclusions
Published on: June 13, 2015
Los silicatos ricos en dióxido de carbono se derriten en el manto superior de la Tierra
Rajdeep Dasgupta1, Ananya Mallik, Kyusei Tsuno
1Department of Earth Science, Rice University, Houston, Texas 77005, USA. Rajdeep.Dasgupta@rice.edu
Nature
|January 11, 2013
Resumen
Los experimentos muestran que el derretimiento de silicato carbonatado en el manto de la Tierra comienza más profundo de lo que se pensaba anteriormente, influyendo en la evolución planetaria y las propiedades del manto. Esta generación de fusión profunda explica las observaciones geofísicas clave en el manto superior oceánico.
Área de la Ciencia:
- Geoquímica y Geofísica.
- Ciencias planetarias Ciencias planetarias.
- Petrología del manto Petrología del manto
Sus antecedentes:
- El derretimiento en el manto superior de la Tierra es crucial para la evolución térmica planetaria, el transporte volátil y las propiedades del manto.
- La profundidad exacta y las condiciones para el inicio de la fusión de silicatos, particularmente en peridotitas carbonatadas, siguen siendo inciertas.
- Los datos geofísicos sugieren la presencia de fusiones a profundidades de alrededor de 200 km, pero las grandes fracciones de fusión están típicamente asociadas con regiones menos profundas.
Objetivo del estudio:
- Para limitar experimentalmente las condiciones de presión-temperatura y la profundidad del inicio de la fusión de silicato en peridotitas carbonatadas.
- Para investigar la influencia del dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O) en el manto sólido debajo de las cordilleras oceánicas medias.
- Para correlacionar los hallazgos experimentales con las observaciones geofísicas del manto superior oceánico, incluyendo las zonas de baja velocidad y la conductividad eléctrica.
Principales métodos:
- Experimentos de alta presión y alta temperatura en muestras de peridotita carbonatada a presiones que oscilan entre 2 y 5 GPa.
- Análisis de la pendiente presión-temperatura de la curva de fusión del silicato carbonatado.
- Modelado del efecto de pequeñas cantidades de H2O en el sólido y la profundidad de generación de fusión.
Principales resultados:
- La pendiente presión-temperatura de la fusión de silicato carbonatado es más pronunciada que el sólido de la peridotita libre de volátiles.
- La fusión de silicatos de peridotita seca con CO2 debajo de las crestas se inicia a aproximadamente 180 km de profundidad.
- La incorporación de 50-200 ppm de H2O deprime el sólido, extendiendo el inicio de la fusión de silicatos a profundidades de 220-300 km para el manto sub-cordillera con ~ 100 ppm de CO2.
Conclusiones:
- La generación de silicato carbonatado fundido en frentes redox (250-200 km de profundidad) explica la zona de baja velocidad oceánica y la conductividad eléctrica del manto.
- El manto superior profundo es probablemente rico en CO2 pero pobre en H2O, como lo indican las propiedades de fusión y los datos de conductividad.
- Los fundidos de silicato carbonatado limitan la estabilidad de la carbonatita y controlan el flujo de carbono, H2O y elementos incompatibles en las cordilleras oceánicas.
Videos de Conceptos Relacionados
01:14The Carbon Cycle
Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among living organisms, and one in which carbon is cycled over long periods of time through fossilized organic remains, weathering of rocks, and volcanic activity. Human activities, including increased agricultural practices and the burning of fossil fuels, has greatly affected the balance of the natural carbon cycle.
02:18Network Covalent Solids
Network covalent solids contain a three-dimensional network of covalently bonded atoms as found in the crystal structures of nonmetals like diamond, graphite, silicon, and some covalent compounds, such as silicon dioxide (sand) and silicon carbide (carborundum, the abrasive on sandpaper). Many minerals have networks of covalent bonds.
To break or to melt a covalent network solid, covalent bonds must be broken. Because covalent bonds are relatively strong, covalent network solids are typically...
To break or to melt a covalent network solid, covalent bonds must be broken. Because covalent bonds are relatively strong, covalent network solids are typically...
01:22The Sulfur Cycle
Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the atmosphere as sulfur dioxide (SO2), sulfur is released by decaying organisms, weathered rocks, geothermal vents, volcanos, and burning fossil fuels. It is deposited into the ecosystem, cycled through the biotic community, and either released back into the atmosphere as gas or deposited in marine sediment for long-term storage and eventual...
01:29Microbes and the Sulfur Cycle
Sulfur is a vital element in Earth's biogeochemical systems. It transitions through various inorganic states, including sulfate (SO₄²⁻), elemental sulfur (S⁰), and sulfide (S²⁻). Abiotic and biological mechanisms across oxic and anoxic environments intricately mediate these transformations. Sulfate, the most oxidized form of sulfur, is predominantly stored in rocks, marine sediments, and oceanic waters, acting as a long-term reservoir in the global sulfur cycle.In oxic environments,...
02:06Conditions on Early Earth
Around 4 billion years ago, oceans began to condense on earth while volcanic eruptions released nitrogen, carbon dioxide, methane, ammonia, and hydrogen into the primordial atmosphere. However, organisms with the characteristics of life were not initially present on earth. Scientists have used experimentation to determine how organisms evolved that could grow, reproduce, and maintain an internal environment.
02:06Conditions on Early Earth
Around 4 billion years ago, oceans began to condense on earth while volcanic eruptions released nitrogen, carbon dioxide, methane, ammonia, and hydrogen into the primordial atmosphere. However, organisms with the characteristics of life were not initially present on earth. Scientists have used experimentation to determine how organisms evolved that could grow, reproduce, and maintain an internal environment.