La disolución del calcio en la bridgmanita en el manto profundo de la Tierra

Área de la Ciencia:

• La geofísica
• Física de los minerales
• Ciencias de la Tierra

Sus antecedentes:

• El manto inferior, que comprende más de la mitad del volumen de la Tierra, requiere una comprensión mineralógica precisa.
• El silicato de calcio (CaSiO3) perovskita es considerado el tercer mineral más abundante en el manto inferior.
• La bridgmanita y la ferropericlasa son los dos minerales más abundantes del manto inferior.

Objetivo del estudio:

• Investigar la solubilidad del calcio en la bridgmanita a altas presiones y temperaturas.
• Determinar las condiciones en las que la perovskita CaSiO3 desaparece en el manto inferior.
• Proponer un nuevo modelo para los dominios mineralógicos del manto inferior.

Principales métodos:

• Experimentos de alta presión y temperatura que simulan las condiciones del manto inferior.
• Análisis de la solubilidad del calcio en la bridgmanita.
• Modelado geofísico de las transiciones de fase minerales.

Principales resultados:

• La solubilidad del calcio en la bridgmanita aumenta significativamente por encima de 40 GPa y 2.300 K.
• La perovskita CaSiO3 se disuelve completamente en bridgmanita a profundidades mayores de 1.800 km a lo largo de la geotermia.
• Se propone una transición de un dominio de dos perovskitas (TPD) a un dominio de una sola perovskita (SPD) de bridgmanita rica en calcio para el manto inferior.
• El hierro juega un papel crucial en la mejora de la solubilidad del calcio en la bridgmanita.

Conclusiones:

• El manto inferior pasa de un TPD a un SPD con una profundidad creciente.
• Las variaciones de temperatura tienen un impacto significativo en la profundidad de la transición TPD-SPD.
• Este hallazgo requiere revisiones en los modelos de mineralogía del manto profundo e impacta nuestra comprensión de la composición, estructura, dinámica y evolución del manto.