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Updated: May 10, 2026
09:13
Macro-Rheology Characterization of Gill Raker Mucus in the Silver Carp, Hypophthalmichthys molitrix
Published on: July 10, 2020
Pequeño efecto del agua en la reología del manto superior basado en coeficientes de auto-difusión de silicio
Hongzhan Fei1, Michael Wiedenbeck, Daisuke Yamazaki
1Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, Bayreuth D95440, Germany. hongzhan.fei@uni-bayreuth.de
Nature
|June 15, 2013
Resumen
El agua tiene un efecto mínimo en la reología del manto superior, contrariamente a creencias anteriores. Una nueva investigación muestra que la difusión del silicio en la forsterita solo está ligeramente influenciada por el contenido de agua, lo que desafía los modelos existentes de movimiento de placas tectónicas y viscosidad del manto.
Área de la Ciencia:
- La geofísica es la geofísica.
- Física mineral Física de los minerales
- La geoquímica es la geoquímica.
Sus antecedentes:
- La influencia del agua en la dinámica interior de la Tierra es significativa, con estudios previos que indican grandes mejoras en la velocidad de arrastre en la olivina, incluso a bajas concentraciones de agua.
- Los estudios experimentales de deformación, sin embargo, tienen limitaciones con respecto a las concentraciones de agua y los niveles de estrés, lo que potencialmente sesga los resultados.
- La deformación de la roca está vinculada a la auto-difusión del silicio, que controla las tasas de arrastre en los minerales a altas temperaturas relevantes para el interior de la Tierra.
Objetivo del estudio:
- Para determinar experimentalmente el coeficiente de auto-difusión de silicio (DSi) en forsterita.
- Para investigar la relación entre el contenido de agua (CH2O) y la auto-difusión de silicio a altas presiones y temperaturas.
- Reevaluar el impacto del agua en la reología del manto superior y los fenómenos geológicos relacionados.
Principales métodos:
- Determinación experimental del coeficiente de auto-difusión del silicio (DSi) en la forsterita.
- Las mediciones se llevaron a cabo a 8 GPa y temperaturas que oscilan entre 1.600 K y 1.800 K.
- Análisis de DSi en función del contenido de agua (CH2O) de menos de 1 a aproximadamente 800 ppm en peso.
Principales resultados:
- El coeficiente de auto-difusión del silicio en la forsterita muestra una relación con el contenido de agua: DSi ≈ (CH2O) ≈1/3).
- Este exponente (1/3) es significativamente menor que los exponentes derivados de estudios de deformación experimentales anteriores (por ejemplo, 1.2).
- Los hallazgos sugieren que las altas tasas de arrastre observadas en experimentos previos de deformación en húmedo podrían estar influenciadas por el exceso de agua límite de grano.
Conclusiones:
- El efecto del agua en la reología del manto superior es probablemente muy pequeño.
- Es poco probable que la hidratación mineral en la astenosfera sea la causa del movimiento suave de las placas tectónicas.
- Las diferencias en el contenido de agua no son el mecanismo principal para la inmovilidad de los puntos calientes, ni explican las zonas mínimas de viscosidad en el manto superior.
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The various IMFs between identical molecules of a substance are examples of cohesive forces. The molecules within a liquid are surrounded by other molecules and are attracted equally in all directions by the cohesive forces within the liquid. However, the molecules on the surface of a liquid are attracted only by about one-half as many molecules. Because of the unbalanced molecular attractions on the surface molecules, liquids contract to form a shape that minimizes the number...
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