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El límite de la fase posterior a la espina en Mg2SiO4 determinado por difracción de rayos X in situ
1T. Irifune, N. Nishiyama, K. Kuroda, T. Inoue, M. Isshiki, Department of Earth Sciences, Ehime University, Matsuyama 790, Japan. W. Utsumi, Japan Atomic Energy Research Institute, Kamigori, Ako-gun, Hyogo 678-12, Japan. K. Funakoshi, Ja.
Science (New York, N.Y.)
|March 26, 1998
Resumen
El límite de la fase posespinal en Mg2SiO4 se determinó mediante experimentos de alta presión. Este límite geológico clave se encuentra a presiones más bajas de lo estimado anteriormente, lo que afecta a los modelos del manto de la Tierra.
Área de la Ciencia:
- Física mineral Física de los minerales
- Geoquímica de Alta Presión de Alta Presión
- La geodinámica es la geodinámica.
Sus antecedentes:
- Comprender las transiciones de fase del silicato de magnesio (Mg2SiO4) es crucial para interpretar los datos sísmicos y modelar el manto profundo de la Tierra.
- La transición de la fase de spinel (gamma) al ensamblaje MgSiO3 perovskita + MgO periclasa marca un cambio significativo en las propiedades minerales dentro de la zona de transición del manto.
Objetivo del estudio:
- Para determinar con precisión el límite de fase entre las fases spinel y postspinel en Mg2SiO4 a altas temperaturas y presiones.
- Para refinar las estimaciones de la pendiente de Clapeyron para esta transición de fase crítica.
Principales métodos:
- Las mediciones de difracción de rayos X in situ se llevaron a cabo utilizando radiación sincrotrón en la instalación SPring-8.
- Se empleó un gran aparato de alta presión con varios yunques para lograr condiciones de presión y temperatura relevantes para el manto.
- Los experimentos se realizaron a través de un rango de temperatura de 1400 a 1800 grados centígrados.
Principales resultados:
- El límite de la fase postespinal se localizó en 21.1 (+/-0.2) gigapascales a 1600 grados centígrados.
- El límite determinado exhibe una pendiente de Clapeyron negativa, consistente con las predicciones termodinámicas.
- Esta presión es aproximadamente 2 gigapascales más baja que las estimaciones informadas anteriormente.
Conclusiones:
- El límite de fase revisado proporciona una restricción más precisa para los modelos geofísicos de la zona de transición del manto de la Tierra.
- La pendiente negativa de Clapeyron indica que la transición posterior a la espina se vuelve estable a presiones más bajas con el aumento de la temperatura.
- Estos hallazgos refinan nuestra comprensión de la mineralogía profunda de la Tierra y la dinámica del manto.