La variación en el tamaño del grano de la bridgmanita explica el salto de viscosidad del manto medio

Área de la Ciencia:

• La geofísica
• Física de los minerales
• Ciencias planetarias

Sus antecedentes:

• Un aumento significativo de la viscosidad, el salto de viscosidad del manto medio, existe a 800-1,200 km de profundidad en el manto inferior de la Tierra.
• Este salto influye en la subducción de la losa, el ascenso de la pluma y la mezcla química, pero su origen no se explica por las transiciones de fase minerales conocidas.
• Los modelos existentes luchan por conciliar las observaciones geofísicas con la falta de transiciones de fase a esta profundidad.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el origen del salto de viscosidad del manto medio.
• Determinar si las diferencias mineralógicas en el manto inferior pueden explicar el contraste de viscosidad observado.
• Para explicar la preservación a largo plazo de materiales del manto inferior profundo.

Principales métodos:

• El análisis del tamaño del grano y la viscosidad contrasta entre las rocas enriquecidas con bridgmanita y las rocas pirolíticas superpuestas.
• Modelado de las implicaciones de estos contrastes para la dinámica del manto.
• Conectando los hallazgos con las anomalías geoquímicas y las observaciones sísmicas.

Principales resultados:

• Las rocas enriquecidas con bridgmanita en el manto inferior profundo poseen tamaños de grano más de diez veces más grandes y viscosidades al menos diez veces más altas que las rocas pirolíticas superpuestas.
• Esta diferencia mineralógica y de textura es suficiente para explicar el salto de viscosidad del manto medio.
• El rápido crecimiento de los granos tempranos de las rocas enriquecidas con bridgmanita llevó a su preservación contra la convección del manto.

Conclusiones:

• El salto de viscosidad del manto medio es causado por la presencia de rocas antiguas, de granos grandes y de alta viscosidad enriquecidas con bridgmanita en el manto inferior profundo.
• La preservación de estas rocas explica varias firmas geoquímicas (por ejemplo, relaciones isotópicas) y fenómenos geofísicos (por ejemplo, estancamiento de la losa, desviación del penacho).
• Esto proporciona una explicación unificada para la estructura del manto inferior, la dinámica y la evolución química.