La periclasa se deforma más lentamente que la bridgmanita en condiciones de manto

Área de la Ciencia:

• La geofísica
• Física de los minerales
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La convección del manto es impulsada por el transporte de calor interno de la Tierra, causando la deformación de la roca sólida en escalas de tiempo geológicas.
• El manto inferior comprende bridgmanita con hierro y ferropericlasa, con ferropericlasa tradicionalmente considerada más débil.
• Los estudios de laboratorio se enfrentan a limitaciones en la replicación de las tasas de deformación naturales y extremadamente bajas relevantes para los procesos geológicos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de deformación y las propiedades reológicas de la periclasa en condiciones del manto inferior.
• Modelar el lento deslizamiento de la periclasa de MgO a altas presiones y temperaturas utilizando dinámicas de dislocación.
• Determinar la contribución de la periclasa a la reología general del conjunto del manto inferior.

Principales métodos:

• Utilizó simulaciones de dinámica de dislocación de 2.5 dimensiones.
• Creep modelado de baja tensión de la periclasa de MgO a presiones y temperaturas del manto inferior simuladas.
• Se compararon las tasas de deformación de la periclasa con la deformación de la bridgmanita a través del arrastramiento de escalada puro.

Principales resultados:

• La periclasa exhibe tasas de deformación extremadamente lentas en condiciones del manto inferior, significativamente más lentas que la bridgmanita.
• La lenta difusión de oxígeno en la periclasa bajo presión se identifica como la causa principal de su menor tasa de deformación.
• La participación limitada de la ferropericlasa en la deformación significa que la reología de la bridgmanita rige el comportamiento general del manto inferior.

Conclusiones:

• La reología del manto inferior está controlada predominantemente por la bridgmanita, lo que desafía las suposiciones anteriores sobre el papel de la ferropericlasa.
• Los mecanismos de deformación en los minerales pueden cambiar drásticamente con tasas de deformación variables, lo que resalta la importancia del modelado a múltiples escalas.
• Los hallazgos proporcionan información crucial sobre la dinámica de convección del manto y la evolución a largo plazo del interior de la Tierra.