Cambio estructural en el basalto fundido en condiciones del manto profundo

Área de la Ciencia:

• La geoquímica es la geoquímica.
• Física mineral Física de los minerales
• Ciencias de la Alta Presión Ciencias de la Alta Presión

Sus antecedentes:

• Los líquidos de silicato son cruciales para la evolución de la Tierra, desde la formación temprana hasta la actividad volcánica.
• Comprender el comportamiento de la fusión de silicatos bajo alta presión es vital para los modelos cuantitativos de la Tierra.
• Los desafíos experimentales han limitado históricamente los datos sobre los fundidos de silicato en las profundidades de la Tierra.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los cambios estructurales y los mecanismos de compresión del basalto fundido a altas presiones.
• Para determinar la ecuación de estado para las fusiones de silicato relevantes para el manto de la Tierra.
• Explorar las implicaciones de la compresibilidad de la fusión en la partición de elementos siderófilos.

Principales métodos:

• La difracción de rayos X in situ se utilizó para sondear la estructura del basalto fundido.
• Los experimentos se llevaron a cabo a presiones de hasta 60 gigapascales (GPa).
• El análisis se centró en la coordinación del silicio y la evolución de la densidad de fusión.

Principales resultados:

• La coordinación del silicio en el basalto fundido aumenta de cuatro a seis por 35 GPa.
• La compresibilidad de la fusión disminuye significativamente después del cambio de coordinación del silicio.
• Una ecuación de estado de orden superior es necesaria para modelar con precisión la densidad a presiones del manto.

Conclusiones:

• La transición estructural observada en las fundiciones de silicato afecta a su compresibilidad.
• La compresibilidad de la fusión a alta presión influye en la partición de elementos como el níquel entre el hierro fundido y los silicatos.
• Estos hallazgos proporcionan datos críticos para modelar los procesos profundos de la Tierra y las interacciones núcleo-manto.